科研經(jīng)費管理辦法2016_59黃芪甲苷對人皮膚成纖維細胞增殖和凋亡的影響
本文關(guān)鍵詞:四川省科委科研基金,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
主堡醫(yī)堂墓堂苤查苤壺;!。∩!旦筮。■唧!塑;?93?;?實驗研究?;黃芪甲苷對人皮膚成纖維細胞增殖和凋亡的影響;王曦石鈺C.Viennet李利P.Humbert;探討黃芪甲苷對體外培養(yǎng)的有皺紋、無皺紋中老年人皮;【摘要】目的;的影響;【關(guān)鍵詞】黃芪甲苷;;成纖維細胞;;細胞培養(yǎng);增殖;凋亡;Effectsofastragalosidewr;on;gro
主堡醫(yī)堂墓堂苤查苤壺;。!生!旦筮。■唧!塑垡!i!』叢型壘!墜!墜g!!里!。 唬。。。。。。。海伲。。海。。櫍。海
?93?
?實驗研究?
黃芪甲苷對人皮膚成纖維細胞增殖和凋亡的影響
王曦石鈺C.Viennet李利P.Humbert
探討黃芪甲苷對體外培養(yǎng)的有皺紋、無皺紋中老年人皮膚成纖維細胞生物學(xué)特性
【摘要】目的
的影響。為黃芪甲苷用于延緩皮膚衰老和皺紋形成提供細胞水平的客觀依據(jù),為進一步探討皮膚衰老機制和開發(fā)抗衰老護膚品提供新思路。方法體外培養(yǎng)中年人眼角皺紋與眼角無皺紋皮膚深處成纖維細胞;老年人面頰皮膚成纖維細胞。加入不同濃度的黃芪甲苷,干預(yù)24、72、120h后,檢測黃芪甲苷對這3例皮膚成纖維細胞系增殖活性、I型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白、彈性蛋白合成和凋亡率的影響。結(jié)果黃芪甲苷在較低濃度(5~20/-g/m1)時可促進皺紋和無皺紋皮膚成纖維細胞增殖,促進皺紋、無皺紋和老年皮膚成纖維細胞I型膠原蛋白合成,降低皺紋和無皺紋皮膚成纖維細胞凋亡率(P<O.01)。結(jié)論芪甲苷在較低濃度時具有改善皺紋和非皺紋皮膚成纖維細胞生物學(xué)特性的作用。
【關(guān)鍵詞】黃芪甲苷;
成纖維細胞;
黃
細胞培養(yǎng);增殖;凋亡
Effectsofastragalosidewrinkleinvitro
on
growthactivity
and
apoptosisoffibroblastsfromhumanskin
C,LILi,HumbertP.。Department0
610041,China
on
withandwithout
WANGXi+,SHJh,Ⅵennet
fDermatologY,
WPstChinaHOSpital,Sichuan
[Abstract]0bjective
University,吼engdu
Toexploretheeffectsofastragalosidethebiologicalcharacteristicsofhu—
manskinfibroblasts(HSFb),withandwithoutwrinkle,invitro,toprovidecellular1aboratorialevidenceforapplyingastragalosideinorder
to
postpone
skinagingandwrinkleformationand
to
explorethemecha—
nismofskinagingandtheproductdevelopmentofwrinklesfrom
a
anti—aging.Methods
Fibroblastsofcrow’Sfeetwith
middle-agedmale,fibroblastsofcrow7Sfeetwithoutwrinklesfromanothermiddle-aged
an
male.andcheekskinfibroblastsfrom
oldmalewereculturedinvivo.TheseHSFbwereculturedwith
astragalosideofvariousdosages.After24,72,and120theinfluenceofastragaloside
on
h,MTTcolorimetric
elastin。Flow
assay
wasusedto
compare
tO
thegrowthactivityofHSFb.Immunohistochemistry(IHC)wasused
type
comparetheproductionofcollagenI
and
typeⅢandcytometry(FCM)was
usedto
comparetheapoptosisoftheseHSFb.Results
Theincreaseofproliferationwasobservedinskinfibro—
a
blastswithandwithoutwrinkleafterculturedwithastragalosideingalosidecouldaddthecollageniorskin.The
rate
10wdosageof5~20gg/m1.Astra—
sen—
Iproductionbothinskinfibroblastswithandwithoutwrinkleandthe
a
ofapoptosishaddecreasedobviouslyinbothskinfibroblastswithandwithoutwrinkle
Astragalosidein
lowconcentrationcouldimprovethebiologicalcharacteristics
(P<O.01).Conclusion
[Keywords]
ofskinfibroblastswithandwithoutwrinkleinvitro.
Astragaloside;
Fibroblast;
Cellculture;Proliferation;
Apoptosis
皮膚成纖維細胞衰老及生物學(xué)特性改變是導(dǎo)致皮膚老化皺紋出現(xiàn)的重要原因。黃芪為豆科植物膜莢黃芪或內(nèi)蒙黃芪的干燥根,其活性成分具有延緩衰老的作用。黃芪甲苷是黃芪的主要有效單體成分,但關(guān)于黃芪甲苷抗衰老的實驗研究很少,我們通過體外培養(yǎng)人皮膚成纖維細胞,觀察黃芪甲苷對體
外培養(yǎng)的有皺紋、無皺紋和老年皮膚成纖維細胞生物學(xué)特性的影響,為黃芪甲苷用于延緩皮膚衰老及皺紋的形成提供實驗依據(jù)。
材料與方法
一、材料
1.主要試劑及設(shè)備:新生小牛血清,DMEM培養(yǎng)液、混合膠原酶(Gibcc,美國);四甲基偶氮唑鹽(MTT,Serva公司);兔抗人工型膠原抗體、兔抗人Ⅲ型膠原抗體、小鼠抗人彈性蛋白抗體、小鼠抗人波形蛋白抗體、即用型SABC試劑盒,均購自武漢博
士德;細胞凋亡試劑盒(北京中山);黃芪甲苷標(biāo)準(zhǔn)品
基金項目:四川省科委科研基金資助項目(編號:02sy029—149)作者單位:610041成都,四川大學(xué)華西醫(yī)院皮膚性病科[王曦(E—mail:xierwang@126.corn)、石鈺、李利];LaboratoiredIngenierie
et
de
Biotogie
Cutanees,UFRMedecine—Pharmacie,25030Besancon,
France(C.Viennet,P.Humbert)
通訊作者:李利,610041成都,四川I大學(xué)華西醫(yī)院皮膚性病科
(E—mail:lierying@yahoo.corn)
生堡匡堂苤堂差窒苤壺!。!生!旦箜。■唧!塑£!也』叢笪壘!壁壘墜g!!坐墮!』!些!。。。。。。海。!盟!:;
(中國藥品生物制品檢定所);二氧化碳孵箱;TE2000一U倒置生物顯微鏡(Nikon);流式細胞儀(Coulter,美國)。
2.標(biāo)本來源:中年男性眼角皺紋皮膚1例(47歲),中年男性眼角無皺紋皮膚1例(39歲),老年男性面頰皮膚1例(75歲)。均來源于我院皮膚科門診手術(shù)室。
二、方法
1.建立人皮膚成纖維細胞系:皮膚標(biāo)本用膠原酶消化、分離成纖維細胞,置CO。孵箱中培養(yǎng)并傳代,建立3例人皮膚成纖維細胞系,實驗用3~6代細胞。
2.制備黃芪甲苷液體:取0.1g黃芪甲苷溶于
l
ml二甲基亞砜(DMSO),配成濃度為i00mg/ml
的貯存液,臨用時用DMEM培養(yǎng)液倍比稀釋,使其終濃度分別為20(0.02%DMSO)、10(o.01%DM—SO)、5肛g/ml(0.005%DMSO,其濃度≤1%時,對細胞增殖的影響與細胞對照組比較無差異)。
3.細胞鑒定:(1)形態(tài)學(xué)觀察:將成纖維細胞用0.25%胰酶消化,制成單細胞懸液,接種于含蓋玻片的6孔板中,置CO:孵箱培養(yǎng)1~2d,待細胞長成單層,取出長有細胞的蓋玻片,95%乙醇固定,HE染色,鏡下對比觀察細胞的形態(tài)特征。(2)免疫組織化學(xué)鑒定:取上述細胞爬片,95%乙醇固定,免疫組織化學(xué)測定細胞工型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白,波形蛋白和角蛋白表達的情況。
4.MTT法測成纖維細胞增殖:制備單細胞懸液,接種于96孑L板上。分別加入黃芪甲苷20、10、5肚g/ml,同時根據(jù)DMSO的濃度做相應(yīng)溶劑對照,每例細胞的每一藥物濃度孑L及相應(yīng)溶劑對照孔均做4復(fù)孔。另做1孔不加細胞,只加培養(yǎng)液和中藥(比色時用此孔調(diào)零)。共做3塊培養(yǎng)板。培養(yǎng)24、72、
120
h時各取出1塊培養(yǎng)板,MTT法檢測各孔光吸
收值(A570nm)。
5.膠原蛋白和彈性蛋白測定:根據(jù)MTT法檢測結(jié)果,選擇1個作用最明顯的黃芪甲苷濃度。將細胞接種于24孔板中,每例細胞分2組,1組加黃芪甲苷,濃度10/,g/ml,另1組用相應(yīng)濃度的DM—SO(0.01%)作溶劑對照,每組均做3復(fù)孔。共做3塊培養(yǎng)板。培養(yǎng)24、72、120h時各取出1塊培養(yǎng)板,免疫組織化學(xué)法測工型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白和彈性蛋白合成。.
6.細胞凋亡檢測:依據(jù)MTT法檢測結(jié)果,結(jié)合免疫組織化學(xué)檢測結(jié)果選擇1個作用最明顯的黃芪
甲苷濃度和時間。將細胞接種于6孔板中。每例細胞分兩組,1組加入黃芪甲苷,濃度為10ug/ml,另1組用相應(yīng)濃度的DMSO(o.01%)作溶劑對照,每組1孑L,共接種2塊板。CO。培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72h,1
塊板用于流式細胞儀檢測細胞凋亡率,1塊板用于
細胞凋亡試劑盒檢測細胞凋亡小體。
7.計算機圖像分析:采用Image—ProPlus專業(yè)圖像分析軟件系統(tǒng)(MediaCybernetics,美國),對免疫組織化學(xué)標(biāo)本的結(jié)果進行定量分析。本實驗選取指標(biāo)為平均吸光度口矗]。
8.統(tǒng)計學(xué)處理:因為每例細胞的每一藥物濃度孔及相應(yīng)溶劑對照孔均為復(fù)孔,檢測結(jié)果取平均值。用t檢驗比較黃芪甲苷組和DMSO組增殖的
A㈣…蛋白表達的平均吸光度;72檢驗分析黃芪甲
苷組和DMSO組的凋亡率。統(tǒng)計處理應(yīng)用SPSSll.0軟件。
結(jié)
果
一、3例皮膚成纖維細胞系鑒定
HE染色,光鏡下觀察可見皮膚成纖維細胞呈多角形或長梭形,胞漿豐富,胞核較大。免疫組織化學(xué)鑒定結(jié)果顯示:3例成纖維細胞工型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白、波形蛋白表達均為陽性,角蛋白表達為陰性(圖1~4)。
二、黃芪甲苷對3例皮膚成纖維細胞系增殖的影響
1.皺紋皮膚成纖維細胞:黃芪甲苷濃度為20gg/ml,培養(yǎng)24h細胞增殖抑制,72、120h細胞增殖促進。黃芪甲苷濃度為10ttg/ml,培養(yǎng)24h細胞增殖與DMSO組比較無差異,72、120h表現(xiàn)為增殖促進;黃芪甲苷濃度為5ug/ml,培養(yǎng)24、72h細胞增殖與DMSO組比較無差異,120h表現(xiàn)為增殖促
進。
2.非皺紋皮膚成纖維細胞:黃芪甲苷濃度為20gg/ml,培養(yǎng)24h細胞增殖與DMSO組比較無差
異,72、120h表現(xiàn)為增殖促進。黃芪甲苷濃度為10
ug/ml時,培養(yǎng)24h細胞增殖與DMSO組比較無
差異,72、120h表現(xiàn)增殖促進;黃芪甲苷濃度為5
ug/ml,培養(yǎng)24h細胞增殖與對照組比較無差異;
72、120
h表現(xiàn)為增殖促進。
3.老年成纖維細胞:該實驗未發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷對老年皮膚成纖維細胞的增殖有影響(P>0.05,表
1)。
根據(jù)上述結(jié)果,黃芪甲苷濃度為20/,g/ml時,
史堡醫(yī)堂差堂羞查苤壺。。。∩!旦筮!!鲞筮;翅g!也』叢型壘!墜!墜墾!!坐墮!』!堡;!。。。。。海。。∶耍。海
對皺紋皮膚成纖維細胞的增殖有一定的抑制作用;黃芪甲苷濃度為5弘g/ml時,對皺紋皮膚成纖維細胞的促增殖作用時間較遲;黃芪甲苷濃度為10ttg/ml時,對皺紋與非皺紋皮膚成纖維細胞促增殖作用時間一致,均為72、120h。故做免疫組織化學(xué)時,我們選用黃芪甲苷的濃度為10tug/ml用于正式實驗。
三、黃芪甲苷對3例皮膚成纖維細胞系膠原蛋白和彈性蛋白合成的影響
選用黃芪甲苷濃度10”g/ml,用免疫組織化學(xué)法分別檢測3例皮膚成纖維細胞系膠原蛋白(I型、Ⅲ型)、彈性蛋白的合成(表2,圖5~7)。
1.皺紋皮膚成纖維細胞:黃芪甲苷作用24、72、
120
異。黃芪甲苷作用24h后,細胞I型膠原蛋白表達與DMSO組比較無差異;作用72、120h后,細胞I型膠原蛋白表達增加。黃芪甲苷作用24、72、120
h
后,細胞Ⅲ型膠原蛋白表達與DMSO組比較均無差異。
2.非皺紋皮膚成纖維細胞培養(yǎng)24、72、120
h
后,黃芪組與DMS0組比較,細胞彈性蛋白表達無差異。培養(yǎng)24h后,黃芪組細胞I型膠原蛋白表達與DMSO組比較無差異;培養(yǎng)72、120h后,細胞I型膠原蛋白表達增加。培養(yǎng)24、72、120h后,細胞Ⅲ型膠原蛋白表達與DMSO組比較無差異。
3.老年皮膚成纖維細胞培養(yǎng)24、72、120h后,黃芪組與DMSO組比較,細胞彈性蛋白表達無差
異。
h后,細胞彈性蛋白表達與DMSO組比較無差
表1不同濃度黃芪甲苷對3例皮膚成纖維細胞系增殖的影響(A。。。,孑±s)
Tab
1
Effectsofastragaloside
at
differentdosages
on
thegrowth
activityofthreeskinfibroblasts(A570。。,z--+-s)
*示與DMSO組比較P<0.05;**示與DMSO組比較P<o.Ol
表2黃芪甲苷(10/,g/m1)對3例皮膚成纖維細胞系蛋白合成的影響(As,o。。)
Tab2
Effectsofastragaloside
on
proteinsynthesisofthreeskinfibroblast(A57。。)
*示與DMSO組比較P<0.05;**示與DMSO組比較P<0.01
主堡匡堂羞堂苤查盤查!。!生!旦箜!鲞笠;翅£叢!』叢型壘笪。媺ㄋ芾铮。!』!。。。。。。。。。海。!盟!:!
I型膠原蛋白陽性(SABC染色,×ioo)圖2Ⅲ型膠原蛋白陽性(SABC染色,×100)圖3波形蛋白陽性(SABC
染色×100)圖4角蛋白表達陰性(SABC染色,×100)圖5皺紋皮膚成纖維細胞培養(yǎng)120h后I型膠原表達(SABC染色,×100)a.黃芪組b.DMSO組圖6無皺紋皮膚成纖維細胞培養(yǎng)120h后I型膠原表達(SABC染色,×100)a.黃芪組b.DMSO組圖7老年皮膚成纖維細胞培養(yǎng)120h后I型膠原的表達(SABC染色,×100)a.黃芪組b.DMSO組圖8皺紋皮膚成纖維細胞內(nèi)的凋亡小體(箭頭所示為凋亡小體,TUNEL染色,×300)
圖1
Fig
1
ImmunohistochemicalstainingofFig
3
collagentypeI(SABC,×100).
reaction
Fig
2Immunohistochemical
Fig
4
Negative
stainingofcollagen
typeⅢ(SABC,×100).
SABC,×l00).
Fig5
Postive
ofvimentin(SABC,×100).I
inskin
fibroblastswithwrinkle
ofcollagen
reaction
ofkeratin(
Expression
ofcollagentype
afterculturefor120
hours(SABC,×
100):a.Radixastragaligroup.afterculturefortypeFig8
120skin
b.DMSOgroup.Fig6
Expressiontype
TinskinfibroblastswithoutwrinkleFig7
Expression
of
collagen、
hours(SABC,×100):fibroblasts
inskin
a.Radixastragaligroup.b.DMSO
group.astragali
Iinseniorafterculturefor120hours(SABC,×100):a.Radix
by
group.h.DMSOgroup.
Apoptoticbody
fibroblastswithwrinkle(showedarrowhead,TUNEL,×300).
培養(yǎng)24、72h后,黃芪組細胞工型膠原蛋白表達與DMSO組比較無差異;培養(yǎng)120h后,細胞工型膠原表達增加。培養(yǎng)24、72、120h后,細胞Ⅲ型膠原蛋白表達與DMSO組比較無差異。黃芪甲苷濃度為
10
胞系內(nèi)均可見固縮深染的凋亡小體(圖8)。流式細
胞儀檢測細胞凋亡率,,發(fā)現(xiàn)黃芪』苷濃度為10
弘g/ml時,培養(yǎng)120h,皺紋皮膚成纖維細胞凋亡率由69.2%下降到26.3%(P<o.01);非皺紋皮膚成纖維細胞凋亡率由67.3%下降到28.8%(P%0.01);老年皮膚成纖維細胞凋亡率改變無統(tǒng)計學(xué)意義(P>o.05)。
討
論
tug/ml時,3例細胞系在培養(yǎng)120h后,均出現(xiàn)增
殖促進、工型膠原蛋白合成增加,可以認為培養(yǎng)120h后黃芪甲苷對細胞作用明顯,故選用120h作為檢測細胞凋亡的時問點。
四、黃芪甲苷對3例皮膚成纖維細胞系凋亡的影響
細胞凋亡試劑盒原位染色,3例皮膚成纖維細
隨著年齡增長,皮膚逐漸老化,皮膚衰老反映在
細胞水平即為細胞衰老。成纖維細胞是皮膚真皮中
史堡醫(yī)堂羞堂苤查苤查。。!生!旦筮!鲞箜!塑£墜!』M型壘!塾!墜Q。∽。。 唬。。。。。。。。。。海。!盟。!
的主體細胞成分,它出現(xiàn)不可逆的生長抑制和選擇性、特異性的基因表達及功能變化,是培養(yǎng)二倍體成纖維細胞衰老的重要特征[3]。大量研究證明,成纖維細胞是皺紋形成過程中最主要的效應(yīng)細胞,其生物學(xué)特性改變包括:細胞問隙期阻滯H],增殖能力降低;膠原蛋白合成降低[53;表達的彈性蛋白變性、彈性纖維減少[63;細胞凋亡率增加[41;細胞表面TGF一|3受體減少[73;合成抗氧化酶的能力下降凹1;線粒體DNA突變p3等。由于衰老皮膚成纖維細胞出現(xiàn)了一系列生物學(xué)特性改變,人們試圖通過改善其生物學(xué)特性以延緩皮膚衰老和皺紋形成。
黃芪始載于《本經(jīng)》,是古今常用的一種滋補上品。黃芪甲苷為我國有自主知識產(chǎn)權(quán)的一種黃芪皂甙類單體成分,是黃芪制劑中的主要有效成分,F(xiàn)代藥理學(xué)研究證明,黃芪可延長人胎肺二倍體細胞
的自然衰老過程,使其衰老壽命從原來61代延長至88~98代,10ptg/ml的黃芪甙可維持小鼠腹腔巨噬細胞生長達20
dLl…。有學(xué)者實驗發(fā)現(xiàn),黃芪甲苷可
抗皮膚表皮細胞衰老[1“。
本實驗采用膠原酶消化培養(yǎng)法,選用第3~6代皮膚成纖維細胞,細胞生物活性已趨穩(wěn)定,且可兼顧其遺傳特性,細胞數(shù)量也達到實驗所需口2I。黃芪皂甲苷最適濃度選擇由100/tg/ml(O.1%DMSO)倍比稀釋至3.125p.g/ml(0.003125%DMSO),統(tǒng)計結(jié)果顯示,黃芪甲苷濃度為12.5、6.25、3.125/,g/ml時,對細胞增殖的影響與DMSO組、細胞對照組比較均有促進作用;黃芪甲苷濃度為≥25Fg/ml時,對細胞增殖的影響與DMSO組、細胞對照組比較均有毒性作用。黃芪甲苷濃度為<3.125“g/ml時,對細胞增殖的影響與DMSO組、細胞對
照組比較均無差異。預(yù)實驗同時顯示,DMSO組與細胞對照組比較無差異。故正式實驗時選用黃芪甲苷濃度20、10、5/-g/ml。本實驗的結(jié)果顯示,黃芪甲苷在較低濃度(5~20Fg/m1)時,可明顯促進非皺紋和皺紋皮膚成纖維細胞的增殖,濃度在10ptg/ml時作用最明顯。
皮膚膠原蛋白具有不同的類型,工、Ⅲ型主要分布在皮膚真皮層,以I型膠原蛋白為主,Ⅲ型膠原蛋白較少。年輕時膠原蛋白含量較豐富,當(dāng)皮膚衰老時,膠原蛋白含量逐漸降低,是皮膚出現(xiàn)皺紋的主要
原因之一。本實驗顯示,黃芪甲苷濃度為10ttg/ml時,可促進皺紋、非皺紋和老年皮膚成纖維細胞工型膠原蛋白表達,其中120h時作用最明顯。提示一定濃度的黃芪甲苷可以促進皮膚膠原蛋白合成,延
緩皺紋的出現(xiàn),改善皺紋程度。環(huán)境因素引起和促進細胞凋亡發(fā)生,可能是其誘發(fā)皮膚衰老的原因之一,該實驗中黃芪甲苷濃度為10/tg/ml,作用120
h
后,皺紋和非皺紋皮膚成纖維細胞凋亡率均明顯下降(P<o.01)。由此可推測,黃芪甲苷可能通過降低人皮膚成纖維細胞的凋亡率,延緩皮膚衰老。
參
考文獻
1
2
3
4
5
6789
012
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