長期食用何首烏對小鼠造血系統(tǒng)的影響

石桂英，白 琳

(中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院實驗動物研究所，衛(wèi)生部人類疾病比較醫(yī)學重點實驗室，北京 100021)

長期食用何首烏對小鼠造血系統(tǒng)的影響

石桂英，白 琳

(中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院實驗動物研究所，衛(wèi)生部人類疾病比較醫(yī)學重點實驗室，北京 100021)

目的探討長期食用何首烏后，小鼠造血系統(tǒng)的變化。方法小鼠隨機分為2組，對照組，喂飼正常飼料;何首烏飼料組，喂飼添加何首烏的飼料，10個月后，處死小鼠，應用流式細胞儀分析外周血、脾臟、胸腺及骨髓中各種細胞。結果何首烏飼料組小鼠，脾臟B細胞增多，胸腺CD4+細胞增多，CD8+細胞減少;骨髓造血干細胞顯著減少，其中靜止期細胞增多，增殖分裂期細胞減少。結論長期適量食用何首烏有助于減緩小鼠造血系統(tǒng)的衰老，維持造血系統(tǒng)穩(wěn)定。

何首烏;流式細胞術;造血系統(tǒng)

何首烏(Fallopia multiflora)是蓼科植物何首烏的干燥塊根，是補益中藥，根據(jù)炮制方法不同，可分為何首烏和制何首烏。何首烏可以解毒、消癰、潤腸通便，制何首烏有補肝腎、益精血、烏須發(fā)、強筋骨的作用［1］。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，何首烏含有二苯乙烯苷、蒽醌和磷脂等多種有效成分，具有促進造血功能，增強免疫功能，降血脂與抗動脈粥樣硬化，保肝，延緩衰老等功能［2］。本研究主要探討長期食用何首烏對小鼠造血系統(tǒng)的影響。造血干細胞是各種血細胞的來源，其自我更新能力維持造血干細胞的數(shù)量，以及造血系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)［3］。本研究分析了造血系統(tǒng)各種細胞的變化、造血干細胞數(shù)量及功能的改變。

1 材料和方法

1.1 動物和設備

實驗所用動物為10月齡C57BL/6J雌鼠，購自北京華阜康生物科技股份有限公司，動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2014-0004。飼養(yǎng)環(huán)境為 SPF級動物房，動物使用許可證號:SYXK(京)2014 -0029。

本研究中使用的主要設備為美國BD公司Aria I流式細胞儀。

1.2 中藥喂養(yǎng)

將小鼠隨機分為正常對照組、何首烏飼料組，每組20只。正常對照組小鼠，飼料為小鼠SPF維持料;何首烏飼料組，飼料為 SPF小鼠維持料中按比例加入何首烏。藥物劑量按成人與小鼠之間劑量換算系數(shù)計算，每只小鼠每天攝食量為3 g，小鼠攝入何首烏的劑量為100 mg/kg獉d。按上述換算所得數(shù)據(jù)，在常規(guī)小鼠飼料中加入相應劑量的何首烏配制成何首烏飼料。

1.3 流式分析

小鼠在給藥10個月后處死，采集樣品。樣品制備及染色方法同參考文獻［4］。

1.4 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism 5軟件包進行統(tǒng)計分析，各組數(shù)據(jù)采用±s表示。組間資料分析采用t檢驗。以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 何首烏對成熟血細胞的影響

小鼠喂飼正常飼料或何首烏飼料10個月后處死，取外周血、骨髓、脾臟及胸腺，流式分析B細胞、粒細胞及CD4+細胞、CD8+細胞。結果發(fā)現(xiàn)，何首烏飼料組小鼠成熟B細胞增多，尤其脾臟中成熟B細胞比例顯著升高(圖1A);胸腺CD4+細胞顯著增多(圖1C)，而CD8+細胞顯著減少(圖1D)。骨髓及外周血中的B細胞、粒細胞、CD4+及CD8+細胞無顯著差異(圖1A、B、C、D)。可見，長期食用何首烏對脾臟B細胞及胸腺CD4+、CD8+細胞有影響。

圖1 外周血、骨髓、脾臟及胸腺中各種血細胞的比例Note.*P＜0.05，＊＊P＜0.01，the control compared vs. theFallopia multifloragroup.Fig.1 Percentages of lymphocytes in the peripheral blood，bone marrow，spleen and thymus

2.2 何首烏對骨髓造血干、祖細胞的影響

成熟血細胞由造血干、祖細胞發(fā)育而來，因此，我們分析了小鼠骨髓中干、祖細胞的變化。結果發(fā)現(xiàn)，何首烏飼料組小鼠骨髓中 Lin-SCA1+c-KIT+(LSK)細胞比例明顯低于對照組(圖2A)，短期造血干細胞數(shù)量顯著減少(圖2C)，淋系共同祖細胞數(shù)量增多，但差別無顯著性(圖2E)，而長期造血干細胞、多潛能祖細胞、髓系共同祖細胞、粒-單核祖細胞、巨核-紅系祖細胞差別無顯著性(圖2B、D、F、G、H)。

2.3 何首烏對造血干細胞功能的影響

衰老過程中，小鼠骨髓造血干細胞數(shù)量增加，但增加的是增殖活化的細胞［5］，因此，本研究中，分析了造血干細胞的增殖活化情況。結果表明，長期食用何首烏的小鼠骨髓造血干細胞G0期細胞顯著增多，而G1及S/G2/M期細胞顯著減少(圖3A)。

圖2 骨髓造血干、祖細胞數(shù)量ote.＊＊P＜0.01，Control group vs.theFallopia multifloragroup.Fig.2 Amount of hematopoietic stem cells and progenitor cells in the bone marrow

圖3 造血干細胞周期及功能的變化Note.＊＊P＜0.01，control group compared with theFallopia multifloragroup.Fig.3 Changes of cell cycle and function of the LSK cells

為了研究造血干細胞的功能，本實驗應用流式細胞儀分選長期造血干細胞，進行體外培養(yǎng)，觀察單個長期造血干細胞的克隆形成能力。結果發(fā)現(xiàn)，何首烏飼料組小鼠長期造血干細胞的克隆形成能力無顯著變化(圖3B)。

氧化應激可以產(chǎn)生活性氧類化合物(ROS)，這些化合物可以導致造血干細胞功能降低［5］。本研究中分析了造血干細胞中ROS水平，結果發(fā)現(xiàn)，何首烏飼料組顯著低于正常對照組(圖3C)。

3 討論

本研究應用10月齡 C57BL/J小鼠為模型，喂飼正常小鼠飼料及添加何首烏飼料10個月后，分析兩組小鼠骨髓、脾臟、胸腺及外周血中多種血細胞的比例或數(shù)量，以及造血干細胞的細胞周期、克隆形成能力及ROS水平。

已有研究表明，衰老過程中，小鼠淋系細胞生成能力降低而髓系細胞生成能力增強［6］。本研究發(fā)現(xiàn)，何首烏飼料組小鼠脾臟 B細胞增多，胸腺CD4+細胞增多，而 CD8+細胞減少，粒細胞則無顯著變化。這說明在一定程度上，長期食用何首烏可以改善小鼠淋系細胞生成能力。衰老小鼠造血干細胞數(shù)量增加，增殖活化的細胞增多，干細胞功能降低，ROS水平升高［5］。本研究中，何首烏飼料組小鼠造血干細胞減少，靜止期細胞增多，增殖期細胞減少，ROS水平降低。這說明長期食用何首烏有利于小鼠造血干細胞維持靜止狀態(tài)，避免細胞過多增殖。

綜上可見，長期適量食用何首烏有助于減緩小鼠造血系統(tǒng)的衰老，維持造血系統(tǒng)穩(wěn)定。

［1］高任龍，王會肖，李曉娜，等.何首烏的藥理毒理研究進展［J］.河北醫(yī)藥，2015，37(2):42.

［2］蔡健.何首烏的功能成分與保健功效［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2009，(4):41-42，45.

［3］Kosan C，Godmann M.Genetic and epigenetic mechanisms that maintain hematopoietic stem cell function［J］.Stem Cells Int，2016(2016):Article ID 5178965.

［4］石桂英，白琳.枸杞對小鼠輻射損傷后造血系統(tǒng)修復的促進作用［J］.中國比較醫(yī)學雜志，2015，25(2):38-41，66.

［5］Chinn IK，Blackburn CC，Manley NR，et al.Changes in primary lymphoid organs with aging［J］.Semin Immunol，2012，24:309-320.

［6］Schultz MB，Sinclair DA.When stem cells grow old:phenotypes and mechanisms of stem cell aging［J］.Development，2016，143:3-14.

Effects of long-term consumption of Fallopia multiflora on mouse hematopoietic system

SHI Gui-Ying，Bai Lin
(Institute of Laboratory Animal Science，Chinese Academy of Medical Sciences＆Peking Union Medical College，Key Laboratory of Human Disease Comparative Medicine，Ministry of Health，Beijing 100021，China)

ObjectiveTo investigate the effects of long-term consumption ofFallopia multifloraon mouse hematopoietic system.MethodsForty 10-month old female C57BL/6J mice were equally divided into two groups at random，the control group fed with normal food，and the experimental group，given food with addedFallopia multiflora.After 10 month，the mice were sacrificed，and the peripheral blood，spleen，thymus and bone marrow cells were examined by flow cytometry.ResultsIn the mice fed withFallopia multiflora，the percentage of B cells in the spleen and CD4+cells in the thymus were increased，and CD8+cells in the thymus and bone marrow hematopoietic stem cells were decreased，among the bone marrow cells，G0 cells were increased，but G1 and G2/S/M cells decreased.ConclusionsLong-term proper consumption ofFallopia multifloracan delay the ageing of the hematopoietic system，and sustain its stability.

Fallopia multiflora;Flow cytometer;hematopoietic system;Bone marrow;Thymus;Mice

R-33

A

1671-7856(2016)12-0010-04

10.3969.j.issn.1671-7856.2016.12.003

2016-05-11

國家自然科學基金青年科學基金項目(No.81200256);北京市自然基金項目(No:7132161)。

石桂英(1977-)，女，研究方向:干細胞與衰老。E-mail:guiying_shi77@163.com。

白琳(1984-)，研究方向:干細胞與衰老。E-mail:bailin49@163.com