摘要
目的:随着人类预期寿命延长,衰老及衰老性疾病被更广泛关注,干细胞已被广泛研究用于临床治疗,本课题观察“补肾填精”经典方剂左归丸中有效成分对衰老骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcells,BMSCs)的影响,并基于AGEs-RAGE轴进一步探讨左归丸有效成分延缓BMSCs衰老的作用机制。 方法:大鼠BMSCs原代培养,传代至第3~第5代用于实验研究,并对得到的细胞进行表面抗原鉴定及多向分化潜能的鉴定,以确定分离培养得到的是BMSCs;通过MTT重复实验观察左归丸中有效成分莫诺苷、马钱苷、山奈酚和杯苋甾酮对BMSCs增殖影响,并进一步确定最佳用药时间及用药浓度;D-半乳糖(D-gal)进行衰老造模,采用β-半乳糖苷酶染色确定最佳造模浓度;将实验分为空白对照组、D-gal衰老造模组以及D-gal+莫诺苷组、D-gal+马钱苷组、D-gal+山奈酚组和D-gal+杯苋甾酮组,48h后进行β-半乳糖苷酶染色,观察前述4种有效成分在最佳作用时间和浓度下对衰老BMSCs数目的影响,并选出相对更优成分作进一步研究;继续通过D-半乳糖造模,采用β-半乳糖苷酶染色的方法观察低浓度(最佳浓度÷5)、中浓度(最佳浓度)和高浓度(最佳浓度×5)优选成分对衰老BMSCs数目的影响;采用Real-time荧光定量PCR检测优选成分对BMSCs衰老相关分泌表型(senescence-associatedsecretoryphenotype,SASP)IL-6、HMGB1、GATA4、TRAF3IP2及衰老相关分子p53、p21、p16mRNA表达的影响;Westernblot法检测优选成分对衰老BMSCs衰老相关分子(p53、p21、p16)、RAGE、NF-κB、Glo1蛋白表达的影响;ELISA法检测各组细胞AGEs表达量及GLO1活性;活性氧检测试剂盒检测各组细胞活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS)水平;AnneinⅤ-FITC细胞凋亡检测试剂盒检测各组细胞的凋亡情况。 结果: 1.莫诺苷、马钱苷、山奈酚和杯苋甾酮都能不同程度地促进BMSCs的增殖,其中4个有效成分作用于BMSCs的最佳时间是48h,最佳作用浓度分别是12.5μM、75μM、7.5μM、1.25μg/ml。 2.5g/L、10g/L、20g/L的D-半乳糖造模,与空白对照组比都能不同程度地增加β-半乳糖苷酶阳性染色细胞数,其中10g/L的D-半乳糖造模组明显多于5g/L组,而与20g/L差别不大,故最终采用10g/L的D-半乳糖进行衰老造模。 3.莫诺苷、马钱苷、山奈酚和杯苋甾酮在相应最佳有效浓度和作用时间下,都能不同程度地减少β-半乳糖苷酶阳性染色细胞数,其中中浓度马钱苷和山奈酚效果更为突出。 4.Real-time荧光定量PCR表明,与D-gal衰老造模组相比,马钱苷能减少衰老BMSCs中SASP(IL-6、HMGB1、GATA4、TRAF3IP2)(P<0.05或P<0.001)以及衰老相关分子p53、p21、p16的mRNA表达;与D-gal衰老造模组相比,山奈酚能够降低SASP中IL-6、HMGB1、TRAF3IP2的mRNA表达(P<0.01或P<0.001),GATA4表达反而升高。Westernblot结果表明,与D-gal衰老造模组相比,马钱苷和山奈酚都能减少衰老的BMSCs中衰老相关分子p53、p21、p16的蛋白表达,其中山奈酚能够显著降低p16的表达(P<0.01)。 5.KEGG通路富集分析结果表明,左归丸延缓间充质干细胞衰老与175条信号通路密切相关(P<0.05),根据P值由小到大排名,其中AGEs-RAGE信号通路排名第1。 6.Westernblot结果表明,与D-gal衰老造模组相比,马钱苷和山奈酚都能减少衰老BMSCs中RAGE、NF-κB蛋白的表达(P<0.05或P<0.01),增加GLO1的表达(P<0.01)。ELISA检测表明,与D-gal衰老造模组相比,马钱苷和山奈酚都能减少衰老BMSCs中AGEs的表达(P<0.01或P<0.001),增加GLO1活性(P<0.001)。活性氧检测结果表明,与D-gal衰老造模组相比,马钱苷和山奈酚都能减少衰老BMSCs中ROS的水平。AnnexinⅤ-FITC细胞凋亡检测结果表明,D-gal造模未显著促进BMSCs的细胞凋亡,与D-gal衰老造模组比,D-gal+马钱苷组和D-gal+山奈酚组细胞凋亡无显著变化。 结论: 1.左归丸有效成分莫诺苷、山奈酚、马钱苷、杯苋甾酮都有促进BMSCs增殖和减少衰老细胞的作用。 2.左归丸有效成分马钱苷和山奈酚能延缓BMSCs的衰老,减少SASP和衰老相关分子的表达。 3.马钱苷和山奈酚对AGEs-RAGE轴中相关分子和蛋白的调节可能是其发挥延缓BMSCs衰老的重要机制。