人參多糖對(duì)NK92-MI細(xì)胞殺傷活性的影響及機(jī)制

王歡 侯殿東 陳文娜 郭勝楠 雷萍 韓曉偉 徐銘 關(guān)洪全

1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 116600；2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，遼寧 沈陽(yáng) 116600

?

人參多糖對(duì)NK92-MI細(xì)胞殺傷活性的影響及機(jī)制

王歡1侯殿東1陳文娜2郭勝楠2雷萍1韓曉偉1徐銘1關(guān)洪全1*

1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 116600；2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，遼寧 沈陽(yáng) 116600

目的：研究人參多糖對(duì)NK92-MI殺傷活性的影響及機(jī)制。方法：采用200mg/L或400mg/L GPS作用于NK92-MI細(xì)胞，24h后收集細(xì)胞，采用CCK-8 試劑盒檢測(cè)GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞殺傷活性和增殖活性的影響；采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞活化受體(NKp30、NKp44、NKp46、NKG2D)表達(dá)的影響；采用western blot技術(shù)檢測(cè)NK細(xì)胞殺傷介質(zhì)(穿孔素和顆粒酶B)表達(dá)水平。結(jié)果：與正常對(duì)照組相比，GPS可明顯促進(jìn)NK細(xì)胞殺傷活性，上調(diào)活化受體(NKp30、NKp44、NKp46)、殺傷介質(zhì)(穿孔素和顆粒酶B)的表達(dá)水平(P<0.05)。結(jié)論：GPS通過(guò)上調(diào)活化受體(NKp30、NKp44、NKp46)的表達(dá)促進(jìn)NK92-MI細(xì)胞的活化，并且通過(guò)上調(diào)殺傷介質(zhì)(穿孔素和顆粒酶B)的表達(dá)提高NK92-MI細(xì)胞的殺傷活性。

人參多糖；NK92-MI細(xì)胞；殺傷活性

人參多糖(Ginseng Polysaccharides，GPS)是中藥人參的主要活性成分之一，是一種高分子葡聚糖，主要由人參淀粉和人參果膠兩部分組成[1]。研究發(fā)現(xiàn)GPS具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、造血調(diào)控、抗疲勞和抗抑郁等作用，其中免疫調(diào)節(jié)活性尤為受重視[2]。前期的研究結(jié)果表明，GPS可明顯提高免疫抑制小鼠NK細(xì)胞的殺傷活性[3]。其機(jī)制可能為，GPS可能通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體整體免疫功能(比如調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的水平)而促進(jìn)NK細(xì)胞的殺傷功能；或GPS進(jìn)入機(jī)體也可能直接對(duì)NK細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。為進(jìn)一步探討GPS對(duì)NK細(xì)胞的直接活化效應(yīng)及機(jī)制，采用GPS作用于NK92-MI細(xì)胞株，揭示GPS對(duì)NK細(xì)胞作用的分子機(jī)制，為進(jìn)一步研究GPS的免疫調(diào)節(jié)活性提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 NK92-MI細(xì)胞株購(gòu)自中科院上海細(xì)胞庫(kù)。人參多糖注射液(3mg/mL)(批號(hào)：Z20025235，沈陽(yáng)雙鼎制藥公司);CD134(NKG2D)-FITC、CD337(NKp30)-PE、CD336(NKp44)-PerCP、CD335(NKp46)-APC購(gòu)自美國(guó)eBioscience公司。anti-perforin、anti-granzyme B購(gòu)自美國(guó)Santa Cruz公司;α-MEM 培養(yǎng)基(美國(guó)Invitrogen 公司)。馬血清及胎牛血清(美國(guó)HYCLONE公司);

1.2 方法

1.2.1 NK92-MI細(xì)胞培養(yǎng) 用含12.5% 胎牛血清和12.5%馬血清的α-MEM培養(yǎng)基傳代培養(yǎng)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)分組及細(xì)胞處理 實(shí)驗(yàn)組NK92-MI細(xì)胞分別以200mg/L或400mg/L GPS刺激，對(duì)照組加入等量PBS，24h后收集細(xì)胞。

1.2.3 NK92-MI細(xì)胞對(duì)K562 殺傷活性的測(cè)定 K562 細(xì)胞以10% FBS RPMI-1640 培養(yǎng)液常規(guī)傳代培養(yǎng)。以對(duì)數(shù)期的K562細(xì)胞為靶細(xì)胞，各實(shí)驗(yàn)孔加入靶細(xì)胞100μL/孔(濃度為1×105/mL)，使效靶比分別為4∶1，同時(shí)設(shè)效應(yīng)細(xì)胞對(duì)照孔、靶細(xì)胞對(duì)照孔及空白對(duì)照孔，各孔均設(shè)3個(gè)復(fù)孔。效靶細(xì)胞共同孵育4h后，每孔加入CCK-8 液(5mg/mL)20μL，再繼續(xù)孵育1h。用酶標(biāo)儀于450nm 處測(cè)定OD值。按下列公式計(jì)算NK-92MI 細(xì)胞對(duì)K562細(xì)胞的殺傷率: NK 細(xì)胞殺傷率(%)=[1-(殺傷實(shí)驗(yàn)組OD 值-效應(yīng)細(xì)胞對(duì)照組OD值)/靶細(xì)胞對(duì)照組OD值]×100% 。

1.2.4 流式檢測(cè) 調(diào)細(xì)胞濃度為4×105/mL，用人IgG(1μg/105)封閉Fc受體(室溫，15min)。加入10μL熒光標(biāo)記單抗(CD134(NKG2D)-FITC、CD337(NKp30)-PE、CD336(NKp44)-PerCP、CD335(NKp46)-APC)，4℃避光孵育30～45min。染色后的細(xì)胞用相同PBS緩沖液洗滌3次。細(xì)胞重懸于500μL含0.5%BSA的 PBS緩沖液中，流式細(xì)胞儀檢測(cè)。

2 結(jié)果

2.1 GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞殺傷活性的影響 如表1所示，與正常對(duì)照組細(xì)胞相比，400mg/L GPS可明顯提高NK92-MI細(xì)胞殺傷活性(P<0.05)。

表1 GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞殺傷活性的影響

注：與對(duì)照組相比，*P<0.05。

2.2 GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞活化受體表達(dá)的影響 如表2及圖1所示，200mg/L和400mg/L的GPS均可明顯或顯著上調(diào)NKp30或NKp44的表達(dá)(P<0.05或P<0.005)，400mg/L的GPS均可明顯上調(diào)NKp46的表達(dá)(P<0.005)。但兩個(gè)濃度的GPS對(duì)NKG2D的表達(dá)均無(wú)明顯影響(P>0.05)。

表2 GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞活化受體表達(dá)的影響 (%)

注：與對(duì)照組相比，ΔP<0.005，*P<0.05

2.3 GPS對(duì)NK92-MI細(xì)胞穿孔素和顆粒酶B表達(dá)的影響 如圖2所示，400mg/L的GPS可有效上調(diào)NK92-MI細(xì)胞穿孔素和顆粒酶B的表達(dá)(P<0.005),但200mg/L的GPS對(duì)穿孔素和顆粒酶B的表達(dá)均無(wú)明顯影響(P>0.05)。

3 討論

NK細(xì)胞是天然免疫系統(tǒng)的主要效應(yīng)細(xì)胞，是機(jī)體抵御腫瘤和病毒感染的第1道防線。NK細(xì)胞在機(jī)體抗腫瘤、抗感染、免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮著重要的作用[4]。研究表明GPS增強(qiáng)NK細(xì)胞的活性，提高機(jī)體抗腫瘤的能力，但相關(guān)機(jī)制研究較少。NK92-MI是源自NK-92的IL-2非依賴的NK細(xì)胞株，實(shí)驗(yàn)采用NK92-MI細(xì)胞株研究了GPS對(duì)NK細(xì)胞的直接活化作用。NK細(xì)胞識(shí)別和殺傷靶細(xì)胞的機(jī)制與其表面受體的特性密切相關(guān)。目前發(fā)現(xiàn)的NK細(xì)胞表面的活化性受體包括自然細(xì)胞毒受體(Natural Cytotoxicity Receptors，NCRs)、NKG2D、活化殺傷免疫球蛋白樣受體(Killer immunogloblin-Like receptors，KIRs)及其他輔助刺活化性受體等[5-6]。活化性受體與配體交聯(lián)結(jié)合后產(chǎn)生的激活信號(hào)導(dǎo)致NK細(xì)胞脫顆粒，釋放殺傷介質(zhì)穿孔素和顆粒酶，誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡[7]。NCRs為近年發(fā)現(xiàn)的一類非MHC限制的特異性啟動(dòng)NK細(xì)胞活化的表面分子，屬于免疫球蛋白超家族受體，成員包括NKp46、NKp44和NKp30。NK細(xì)胞表面的活化性受體在細(xì)胞表面的表達(dá)程度與NK細(xì)胞功能的發(fā)揮密切相關(guān)[8]。

實(shí)驗(yàn)中，與正常對(duì)照組相比，400mg/L的GPS均可明顯提高NK92-MI細(xì)胞殺傷活性，200mg/L和400mg/L的GPS均可明顯或顯著上調(diào)NKp30或NKp44的表達(dá)，400mg/L的GPS均可顯著上調(diào)NKp46的表達(dá)。并且400mg/L的GPS可顯著上調(diào)NK92-MI細(xì)胞穿孔素和顆粒酶B的表達(dá)。

綜上所述，研究表明GPS能提高NK92-MI細(xì)胞的殺傷活性，其機(jī)制為GPS通過(guò)上調(diào)活化受體(NKp30、NKp44、NKp46)的表達(dá)促進(jìn)NK92-MI細(xì)胞的活化，并且通過(guò)上調(diào)殺傷介質(zhì)(穿孔素和顆粒酶B)的表達(dá)提高NK92-MI細(xì)胞的殺傷活性。

[1]Cheng H,Li S,Fan Y, et al.Comparative studies of the antiproliferative effects ofginsengpolysaccharideson HT-29 human colon cancer cells[J]. Med Oncol, 2011, 28(1):175-181.

[2]Hyun-Ji Kim，Mi Hyoung Kim，Yun-Young Byon，et al．Radioprotective effects of an acidic polysaccharide of Panax ginseng on bone marrow cells[J]. J Vet Sci，2007，8( 1) : 39-46.

[3]Yaoyao Sun, Mofei Guo, Yuanjie Feng, et al. Effect of ginseng polysaccharides on NK cell cytotoxicity in immunosuppressed mice[J]. Experimentaland TherapeuticMedicine. 2016,12(6): 3773-3777.

[4]Diandong H, Feng G, Zaifu L, et al.Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) oil protects against chronic stress-induced inhibitory function of natural killer cells in rats[J].Int J Immunopathol Pharmacol, 2016, 29(1):76-83.

[5]Sandoval-Borrego D, Moreno-Lafont MC, Vazquez-Sanchez EA, et al.Overexpression of CD158 and NKG2A Inhibitory Receptors and Underexpression ofNKG2Dand NKp46 Activating Receptors onNKCells in Acute Myeloid Leukemia[J].Arch Med Res, 2016，47(1):55-64.

[6] Chang CJ, Chen YY, Lu CC, et al.Ganoderma lucidum stimulatesNKcell cytotoxicity by inducingNKG2D/NCR activation and secretion of perforin and granulysin[J].Innate Immun, 2014，20(3):301-311.

[7] Li A, He M, Wang H, et al.All-trans retinoic acid negatively regulates cytotoxic activities of nature killer cell line 92[J].Biochem Biophys Res Commun, 2007, 352(1):42-47.

[8] Chang CJ, Chen YY, Lu CC, et al.Ganoderma lucidum stimulatesNKcellcytotoxicityby inducingNKG2D/NCR activation and secretion of perforin and granulysin[J].Innate Immun, 2014，20(3):301-311.

Effects of ginseng polysaccharides(GPS) on the cytotoxicity of the NK92-MI cells

WANG Huan1HOU Diandong1CHEN Wenna2GUO Shengnan2LEI Ping1HAN Xiaowei1XU Ming1GUAN Hongquan1*

1.Basic Medical College, Liaonign University of China Medical University，Shenyang 116600，China；2. Experiment and Technology Center, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 116600，China

Objective To research the influence and mechanism of Ginseng polysaccharides(GPS) on the cytotoxicity of the NK92-MI cells.Methods CCK8 kit was adopted to detect the cytotoxicity of NK92-MI cells, Flow cytometric analysis was adopted to detect the expression of activated receptors, western blot was adopted to detect the expression level of perforin and Granzyme B.Results Compare to the normal control group, GPS could increase the cytotoxicity, expression of NKp30, NKp44, NKp46, perforin and granzymeB.Conclusion GPS can increase the cytotoxicity of NK92-MI cells by increasing expression of activated receptors, perforin and granzyme B.

GPS; NK92-MI Cells; Cytotoxicity

國(guó)家自然科學(xué)基金(81303079)；遼寧省高等學(xué)校杰出青年學(xué)者成長(zhǎng)計(jì)劃(LJQ2015072)。

王歡(1988-)，女，漢族，碩士研究生在讀，研究方向?yàn)橹兴幖坝行С煞置庖哒{(diào)節(jié)作用。E-mail:huan.4653@qq.com

關(guān)洪全(1954-),男，滿族，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹兴幖坝行С煞置庖哒{(diào)節(jié)作用。E-mail:hongquanguan@sina.com

R284.2

A

1007-8517(2017)09-0037-04

2017-03-08 編輯：梁志慶)