地黃飲子腦脊液對M146L細胞活力及細胞凋亡的影響

姚辛敏，關慧波，于淼，王琪，周妍妍

(黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040)

阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD) 是一種進行性認知損害為特征的神經變性病，起病隱匿，是老年性癡呆中最常見的原因, 占所有癡呆原因的60%～80%[1]，中醫臨床以腎虛痰濁為主證，中醫學理論認為AD的基本病機為腎虛痰阻。地黃飲子是補腎化痰的經典方劑，首見于《黃帝素問·宣明論方》。現代臨床報道和實驗研究均顯示其對AD治療有很好療效[2-3]。課題組前期在體實驗與離體實驗研究證實[4-8]，地黃飲對Aβ導致的AD動物模型和細胞模型能夠通過血腦屏障，直接作用于大腦病變組織，保護神經細胞，維持細胞活力，對細胞凋亡具有抑制作用。為證實地黃飲子在雙轉染AD細胞模型中的細胞保護作用進行了本實驗研究。

1 實驗材料

1.1 細胞株

CHO(中國倉鼠卵巢細胞)購自上海中喬新舟生物科技有限公司;293T(人胚腎細胞)購自中國科學院細胞庫;M146L細胞由沈陽萬類生物轉染并鑒定。

1.2 實驗動物

體質量2～3 kg健康雄性大耳白家兔10只，購于黑龍江中醫藥大學實驗動物中心，動物合格證號：SCXK黑2008-004。于23 ℃、45%濕度下清潔級實驗室適應性飼養3 d，自由進食、飲水。

1.3 實驗藥物

地黃飲子藥物組成熟地黃、山茱萸、肉蓯蓉、石斛、麥冬、五味子、石菖蒲、遠志、茯苓、肉桂、炮附子和巴戟天各20 g，生姜、大棗、薄荷各5 g，購于黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院。所有飲片加10倍水浸泡2 h，煎煮1 h后濾出藥液，再加10倍水煎煮，1 h后取汁，將2次藥液混合，濃縮成每毫升含生藥1.67 g的混懸液，分裝,4 ℃保存備用。

1.4 主要實驗試劑與設備

DMEM培養基,美國Gibco;胎牛血清,美國Hyclone；PBS，中國雙螺旋；胰酶，中國碧云天；雙抗(青鏈霉素)，美國Gibco；脂質體2000、G418,美國Invitrogen；MTT、DMSO，美國Sigma；乳酸脫氫酶測定試劑盒，中國萬類生物；細胞凋亡檢測試劑盒，中國凱基。

CO2培養箱，上海力申；倒置相差顯微鏡、熒光顯微鏡，麥克奧迪；超凈工作臺，蘇州凈化；光度計，Thermo；酶標儀，上海科析；流式細胞儀，BD。

2 實驗方法

2.1 細胞的培養條件

CHO細胞于37 ℃，5%CO2培養箱中培養，按1∶2進行傳代，使用由含10%胎牛血清的高糖DMEM培養基(100 U/mL青霉素、0.1 mg/mL鏈霉素)培養；M146L細胞于37 ℃，5%CO2培養箱中培養，按1∶2進行傳代，使用含10%胎牛血清的高糖DMEM培養基(800 μg/mL G418)培養。293T細胞：含10%胎牛血清的高糖DMEM培養基(100 U/mL青霉素、0.1 mg/mL鏈霉素)。

2.2 中藥腦脊液的制備

體質量2～3 kg健康雄性大耳白家兔40只，適應性喂養3 d，隨機分為4組，每組10只，分別為空白組和地黃飲子高、中、低劑量組。經預實驗最終確定地黃飲子的給藥濃度為生藥1.67 g/mL，高、中、低劑量組分別按36 mL/kg、27 mL/kg、18 mL/kg體質量進行灌胃給藥，空白組灌胃給服等體積的蒸餾水。灌胃前12 h禁食不禁水，每天灌胃1次，連續3 d，末次灌胃后1 h，采用3%戊巴比妥鈉1 mL/kg經兔耳緣靜脈麻醉，抽取腦脊液0.8～1.2 mL，注入經高壓蒸汽滅菌的1.5 MLEP管中，并詳細標記，-80 ℃冰箱凍存備用。使用前室溫解凍，將同組家兔的腦脊液混合，用0.22 μm微孔過濾器過濾除菌。

2.3 實驗分組及腦脊液處理方法

待M146L細胞密度至90%左右，PBS清洗1次。棄PBS，加胰酶，細胞變圓后，加完全培養基。吹打細胞，收集至離心管，離心(800 rpm，3 min)。棄上清，將M146L細胞分為4組，分別為模型組、中高組、中中組、中低組，除去原培養液，分別加入10%空白腦脊液，10%地黃飲子高、中、低劑量含藥腦脊液各10 μL，再加入90 μL培養液。另設未經轉染的CHO細胞作為空白組，加入正常培養液。按實驗分組將細胞接種于培養板中，置培養箱內孵育24 h后用于指標檢測。

2.4 各組細胞培養液中LDH含量的檢測

蛋白質抽提：向各組細胞培養液中加1%Triton X-100裂解，離心(2 500 rpm，10 min)，小心吸取上清，-20 ℃保存，蛋白質定量后應用LDH試劑盒進行測定，波長450 nm，酶標儀測定OD值。

注：標準管濃度=0.2 μmol/μL。

2.5 MTT法檢測各組細胞OD值

收集M146L細胞，并計數，按實驗分組將細胞以2×103/孔接種于培養板中，每組設5個復孔，培養時間為1 d、2 d、3 d、4 d和5 d。到達相應時間后，向培養板中加入濃度為0.2 mg/μL的MTT繼續孵育4 h～6 h。離心(1 000 rpm，10 min)，去上清，加200 μL DMSO， 室溫下搖床振蕩10 min，充分溶解形成的結晶，在酶標儀上測定其在490 nm處OD值，進行數據分析。

2.6 流式細胞儀檢測細胞凋亡

將所有細胞經800 rpm離心5 min后收集，并小心吸除上清后用PBS洗滌2次，再小心吸除再次800 rpm離心5 min收集的細胞上清，約殘留50 μL左右的PBS，將500 μL Binding Buffer注入到每管細胞樣品中輕輕重懸細胞。先注入5 μL Annexin V-FITC混勻后，再注入5 μL Propidium Iodide混勻。室溫避光孵育15 min之后即可進行流式檢測。

2.7 統計學方法

3 結果

3.1 地黃飲子含藥腦脊液對M146L細胞LDH含量的影響

與空白組比較，模型組細胞培養液中LDH含量顯著升高，有統計學意義(P<0.01)，與模型組比較，中藥各劑量組細胞培養液中LDH含量均顯著降低，中低組有統計學意義(P<0.05)，中中組、中高組尤為顯著(P<0.01)。見表1。

表1 各組細胞培養液中LDH含量比較

3.2 MTT法檢測地黃飲子含藥腦脊液對M146L細胞OD值的影響

與空白組比較，模型組OD值明顯降低，有統計學意義(P<0.01)，與模型組比較，中藥各劑量組OD值均顯著升高，中低組有統計學意義(P<0.05)，中中組、中高組尤為顯著(P<0.01)。見表2。

表2 各組細胞MTT檢測結果比較

3.3 地黃飲子含藥腦脊液對各組細胞凋亡的影響

與空白組比較，模型組細胞凋亡顯著增加，具有統計學意義(P<0.01)，說明M146L細胞能夠模擬AD細胞凋亡特征，與模型組比較，各地黃飲子腦脊液組的細胞凋亡率顯著降低，具有統計學意義(P<0.05或P<0.01)，中高組和中中組優于中低組，中高組細胞凋亡最少，地黃飲子腦脊液可顯著降低M146L細胞的凋亡率，呈劑量依賴。見表3和圖1。

表3 地黃飲子含藥腦脊液對各組細胞凋亡的影響

圖1 給藥后各組M146L細胞的流式細胞雙參數散點圖

4 討論

地黃飲子是古代名方，出自劉完素的《黃帝素問宣明論方·卷二諸證門》，在《圣濟總錄》地黃飲子的基礎上加薄荷而成。地黃飲子具有滋腎陰、補腎陽、開竅化痰的功效，適用于下元虛衰、虛陽上浮、痰濁上犯、阻塞竅道所致的喑痱證[9-11]。地黃飲子方藥主要由三類藥物組成,一類為滋陰藥，熟地黃、山茱萸補腎益精、滋補腎陰；石斛、麥門冬、五味子滋陰斂液，壯水以濟火；熟地黃補血養陰、填精益髓，為滋腎填精益髓之要藥。再加薄荷以解郁、清利頭目，增強本方輕清上行宣竅之力。生姜、大棗和胃補中，調和藥性。本方即取孤陰不生，獨陽不長之意，補陰補陽之藥相互配伍，以達生精填髓之目的。

脫氫酶(Lactate dehydrogenase，LDH)是參與細胞能量代謝的一種重要的酶，能催化乳酸生成丙酮酸，并產生ATP。正常情況下，LDH不能透過細胞膜，但當細胞受損或死亡時胞膜破裂，LDH就會從胞漿中釋放出來，導致細胞質內LDH含量減少，培養液中LDH含量增多，所以細胞培養液中LDH的含量可直接反映質膜的完整性及細胞的神經受損程度，是檢測細胞活性的重要指標。細胞培養液中LDH含量越多，就說明細胞膜越不完整、細胞受損程度越重[12]。

四噻唑藍(Methylthiazoletetrazolium，MTT)比色法被廣泛應用于生物活性因子的活性檢測、細胞增殖和細胞毒性的檢測，具有靈敏度高、重復性好、操作簡便、快速經濟等優點。MTT是一種黃色化合物，可與活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶(Succinate dehydrogenase，SDH)發生反應，被還原成不溶于水的藍紫色結晶甲瓚(Formazan)并沉積在細胞中，而死細胞不會發生此反應。二甲基亞砜(DMSO)可使甲瓚溶解，在酶標儀波長490 nm處測定其光吸收值(OD值)。在一定范圍內，甲瓚結晶形成的多少與活細胞數成正比，即OD值越大，藥物毒性越小，活細胞數越多。

流式細胞技術(Flow cytometry，FCM)是利用流式細胞儀進行的一種單細胞定量分析和分選技術。在細胞凋亡的早期階段, 胞漿膜磷脂的不對稱性喪失, 導致膜內側磷脂酰絲氨酸(PS)從細胞膜內層暴露于外層, 從而可以被膜內側磷脂酰絲氨酸(PS)特異Annex in-V探針所標記[13-14]。PS轉移到細胞膜外不是細胞凋亡特所有的, 也可發生在細胞壞死中。但在凋亡的早期細胞膜是完整的, 而細胞壞死時細胞膜的完整性被破壞[15-16]。碘化丙錠(PI)或7-AAD對細胞膜完整的活細胞和早期凋亡細胞是拒染的,而對膜完整性被破壞的晚期凋亡細胞或壞死細胞可以染色。因此,Annex in-V結合PI 或 7-AAD進行雙染色可以用于檢測活細胞、凋亡細胞和壞死細胞。正常活細胞不會被染色,凋亡細胞可被標記上Annex in-V,壞死和凋亡晚期細胞可被Annexin-V和PI或7-AAD同時染色。

本實驗選用了對各組細胞培養液中LDH含量的檢測、MTT這兩種方法觀察了地黃飲子含藥腦脊液對M146L細胞受損程度和細胞活力的影響，并結合流式細胞檢測同時觀察地黃飲子含藥腦脊液對M146L細胞凋亡率的影響。各組細胞培養液中LDH含量的檢測結果提示地黃飲子含藥腦脊液具有保護細胞膜的作用。MTT結果顯示，地黃飲子含藥腦脊液給藥后細胞活力增強。流式細胞計數檢測結果提示，地黃飲子含藥腦脊液可以抑制M146L細胞凋亡。

綜上，實驗結果表明地黃飲子含藥腦脊液可以明顯減輕M146L細胞的受損程度，提高細胞活力，增加活細胞數量，抑制細胞凋亡。