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黄芪(Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.)与当归(Angelica sinensis(Oliv.)Diels)均属于我国常用的传统药食两用植物,常用作配伍药对,用于补气补血。近年来,随着对其大分子多糖的研究,黄芪多糖(Astragalus membranaceus polysaccharides,AP)和当归多糖(Angelica sinensis polysaccharides,ASP)均因其丰富且相似的药理作用得到较大关注。气血虚症(Syndrome of both Qi and Blood deficiency,SQBD)是一类气虚血虚同时存在的病症,主要原因常常是机体免疫系统受到破坏、失血过多。乙酰苯肼(Acetylphenyl Hydrazine,APH)是一种强氧化剂,可破坏红细胞膜的稳定性,致使机体出现溶血性贫血。环磷酰胺(Cyclophosphamide,CTX)是一种常用化疗药,但因其毒副作用为骨髓抑制和免疫抑制,故常被用于构建免疫抑制模型。本课题借鉴课题组前期已确立的成熟的当归多糖(ASP)提取工艺,从黄芪干燥根茎及废弃药渣中提取分离纯化黄芪多糖(AP)。体内实验以APH和CTX建立的SQBD大鼠模型为研究对象;体外实验以丙烯醛(Acrolein,ACR)诱导损伤大鼠原代骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells,BMSC)模型为研究对象,共同探究AP、ASP对SQBD大鼠的保护作用机制,本研究为AP和ASP的进一步联合应用提供研究基础,为补气造血的现代研究提供了新思路,丰富了当归黄芪配伍的科学内涵。1 AP和ASP的制备及质量鉴定本实验沿用课题组已确立的当归多糖提取工艺,采用水提醇沉法从当归的干燥根中提取得到当归粗多糖,经过凝胶渗透色谱柱纯化,得到糖含量为91.5%,基本不含蛋白质与核酸,分子量均一的ASP。通过借鉴ASP提取纯化工艺,从黄芪饮片及废弃药渣中提取得到黄芪粗多糖,由于废弃药渣中得到的黄芪粗多糖产率及糖含量较高,选择对其进行后续纯化得到AP,纯度鉴定为:糖含量为88.3%,糖醛酸含量为33.5%,基本无蛋白质和核酸残留,分子量均一。本部分实验证明提取的AP、ASP性状稳定、纯度高、分子量均一性好,满足动物以及细胞实验的要求,可用于后续对其药理作用及机制的研究。2 AP与ASP配伍对SQBD大鼠的保护作用研究本部分实验采用皮下注射APH联合腹腔注射CTX共同诱导SQBD大鼠,并且在造模结束后连续两周每日灌胃给药AP、ASP。实验期间,发现模型组大鼠较空白对照组体重饮食量增长缓慢,而多糖给药组虽前期增长较慢,但后期逐渐上升并趋于平稳。实验结束后,通过对大鼠脾脏、胸腺进行形态学观察;组织学观察脾脏、胸腺、股骨的H&E切片;检测外周血常规指数;ELISA检测血清中免疫造血指标发现:SQBD大鼠脾脏、胸腺、股骨形态及H&E染色切片显示AP与ASP配伍能够显著改善APH和CTX诱导的大鼠免疫造血组织的损伤;外周血常规进行检测发现AP与ASP配伍能够显著改善APH和CTX诱导的大鼠造血功能的损伤;IL-1β、EPO及GM-CSF是机体内关键的免疫及造血细胞因子,其在血清中表达结果显示,AP及ASP配伍能够显著改善APH和CTX诱导的大鼠免疫造血方面的损伤。综上所述,本部分实验成功建立了APH联合CTX诱导的SQBD大鼠模型,并且证实AP与ASP配伍较单糖组相比可以更好得保护免疫和造血方面的损伤。3 AP与ASP配伍对SQBD大鼠的保护作用的机制研究本部分实验通过蛋白免疫印迹法(Western Blot)、实时荧光定量聚合酶链式反应(q RT-PCR)、免疫荧光(Immunoflurescence)来探究SQBD大鼠免疫造血相关因子的表达水平,研究发现,AP与ASP能够抑制脾脏JAK2/STAT3通路的激活,降低GATA-1的表达;同时通过抑制脾脏CXCL12/CXCR4通路,缓解因造血细胞迁移导致的脾脏肿大;并且发现多糖能够显著下调其表达脾脏中相关凋亡蛋白Caspase3/Cleaved caspase 3的表达。体外实验部分,通过提取大鼠原代BMSC细胞,采用ACR作为诱导剂,一方面是因为ACR为CTX的有毒代谢产物,另一方面是因为它广泛存在于生活环境中,包括香烟、汽车尾气、过热食用油和残留除草剂,具有现实意义。探索发现,ACR能够诱导BMSC细胞凋亡,抑制BMSC的JAK2/STAT3通路,激活下游CXCL12/CXCR4通路,多糖给药组则能够显著促进JAK2/STAT3通路的表达,下调凋亡蛋白及CXCR4蛋白的表达。体内外实验证实,APH及CTX能够诱导脾脏细胞及骨髓细胞的凋亡;同时APH及CTX可以通过抑制骨髓中与造血密切相关的JAK2/STAT3通路的表达,促进造血干细胞(HSC)迁移至脾脏中,导致脾脏中的JAK2/STAT3通路被激活,脾脏出现肿大及髓外造血的情况,表现为与脾脏造血有关的GATA-1蛋白表达上升;另一方面,APH及CTX还可以通过激活CXCL12/CXCR4通路的表达,导致HSC功能被抑制,破坏大鼠骨髓造血功能。