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目的:以化疗药物环磷酰胺诱导的人卵巢上皮细胞损伤模型为研究对象,从43种中药挥发油中筛选具有人卵巢上皮细胞保护作用的挥发油种类,并从细胞增值、抗氧化、激素分泌、细胞凋亡、细胞衰老等方面探索中药挥发油通过保护化疗药物环磷酰胺诱导的人卵巢上皮细胞损伤从而起到抗卵巢早衰的可能性机制,为挥发油的应用及开发、化疗性卵巢早衰的研究提供实验依据。 方法:①挥发油的提取:水蒸气蒸馏法提取石菖蒲、白芷、甘松、莪术、八角茴香、吴茱萸、香薷、紫苏、陈皮等共43种挥发油,并计算其得油率。 ②环磷酰胺诱导的人卵巢上皮细胞损伤模型的建立:参考Te,Liu模型建立方法,以化疗药物环磷酰胺诱导人卵巢上皮细胞损伤,通过细胞生长率、细胞凋亡、细胞衰老确定模型建立情况。 ③对模型细胞具有保护作用的中药挥发油的筛选:在细胞损伤模型建立的基础上,设立高、中、低浓度挥发油组、溶剂对照组、模型组及Control组。高、中、低浓度挥发油组及溶剂对照组在建模的基础上以所得所有挥发油按照2500×、5000×、10000×、DMSO干预细胞,Control组常规培养,通过MTT法测定细胞生长率,通过细胞增值情况筛选出对化疗药物环磷酰胺诱导的人卵巢上皮细胞损伤具有保护作用的中药挥发油。 ④对模型细胞具有保护作用的中药挥发油成分分析:通过GC-MS检测具有细胞保护作用的挥发油中主要成分及含量。 ⑤挥发油细胞保护作用的机理研究:设立实验组、阴性对照组、模型组及Control组。实验组以一定浓度蛇床子、山柰、韭菜子挥发油干预,阴性对照组以DMSO干预,Control组常规培养不做处理。通过ELISA法检测E2、β-Gal、FSH、AMH等表达情况;生化法测定人卵巢上皮细胞caspase-3表达、上清β-半乳糖苷酶、LDH、SOD、MDA及细胞总抗氧化能力;AnnexinⅤ-FITC/PI细胞凋亡原位荧光检测法检测细胞凋亡情况;荧光染色法检测细胞ki67表达情况,探索中药挥发油对细胞的干预作用及挥发油的作用机制。 结果①挥发油的提取:水蒸气蒸馏法取了共43种中药挥发油,其中,八角茴香挥发油得率最高,为4.44%,部分列入筛选的补肾中药如金樱子、沙苑子挥发油得率较低。 ②细胞损伤模型的建立:当环磷酰胺在细胞培养液中终浓度为0.02M时,细胞的增值率约为50%,以此环磷酰胺浓度作为细胞损伤模型的建立最适浓度,MTT法测定细胞生长率,重复3次模型稳定。AnnexinⅤ-FITC/PI流式细胞仪检测细胞凋亡变化,模型组细胞出现晚期凋亡和死亡。细胞衰老β-半乳糖苷酶染色及β-半乳糖苷酶含量检测结果显示,模型细胞出现一定程度的衰老状况。 ③对环磷酰胺诱导的人卵巢上皮细胞损伤模型具有保护作用的中药挥发油的筛选:挥发油中,蛇床子、韭菜子、山柰挥发油的高、中、低浓度均对人卵巢上皮细胞体现出一定保护作用。通过有效浓度范围的测定,确定蛇床子最高有效浓度为91μg/ml;韭菜子为75μg/ml,山柰为200μg/ml。以此挥发油浓度干预细胞进行后期机理探究。 ④GC-MS测定结果显示:蛇床子挥发油中含有蛇床子素,为0.53%。山柰挥发油中百里香酚相对含量1.02%,山柰酚含量0.98%。蛇床子素为香豆素类化合物,山柰酚、百里香酚为黄酮类化合物,其均具有抗炎、抗氧化等作用,可能是挥发油发挥药理作用的物质基础之一。韭菜子挥发油中,含有较多的甲基硫化合物,其中甲基丙基二硫醚含量最高,为36.08%,另外亚油酸也含量较多,为22.07%。 ⑤蛇床子、韭菜子、山柰挥发油对CTX致人卵巢上皮细胞损伤的保护作用机理研究: 蛇床子、韭菜子、山柰挥发油对模型细胞总抗氧化能力的影响:结果显示,与阴性对照组相比,蛇床子、山柰挥发油组细胞总抗氧化能力提高(p<0.05),另外与阴性对照组相比,三种挥发油处理后细胞SOD含量均升高(p<0.05),MDA含量下降(p<0.05)。综上结果,蛇床子、山柰、韭菜子挥发油可提高细胞的抗氧化能力。 对模型细胞乳酸脱氢酶释放的影响:与阴性对照组比较,蛇床子、山柰、韭菜子挥发油组细胞乳酸脱氢酶释放减少(p<0.05),提示三种挥发油可保护环磷酰胺对人卵巢上皮细胞造成的细胞膜损伤。 对模型细胞增殖的影响:免疫荧光法检测细胞ki67的表达,蛇床子、山柰、韭菜子挥发油组阳性率较高,提示三种挥发油处理后,细胞活力相对阴性对照组更高,挥发油对细胞具有一定的保护作用。 对模型细胞凋亡的影响:caspase-3检测结果显示,蛇床子、山柰挥发油组caspase-3活性较阴性对照组低(p<0.05),蛇床子组与正常组一致水平。另外,hoechst33258染液染色细胞核后,模型组、阴性对照组中大部分细胞呈现致密浓染,活细胞数量大幅度减少,三种挥发油处理组活细胞数量较模型组、阴性对照组多,镜下观察,韭菜子组细胞存活细胞状态最好。AnnexinⅤ-FITC/PI细胞凋亡原位荧光检测结果显示,Control组只有极少部分被AnnexinⅤ-FITC标记为绿色的细胞,而模型组及阴性对照组出现大量的AnnexinⅤ-FITC/PI双染色阳性细胞,表明化疗药物环磷酰胺造成了细胞的大量早凋、晚凋和坏死,而经三种挥发油处理后,细胞极少有PI染色阳性的细胞,只有部分早期凋亡的细胞被AnnexinⅤ-FITC标记,结合其他细胞凋亡相关检测结果,提示蛇床子、山柰、韭菜子挥发油可通过抑制细胞的凋亡起到细胞保护作用。 对模型细胞激素分泌的影响:ELISA法检测三种挥发油对模型细胞上清E2、FSH、AMH分泌,结果显示,与阴性对照组相比,蛇床子、山柰、韭菜子挥发油可升高人卵巢上皮细胞E2水平(p<0.05),同时蛇床子挥发油还可提高人卵巢上皮细胞AMH水平,降低FSH水平。 对模型细胞衰老的影响:ELISA法检测三种挥发油对人卵巢上皮细胞上清β-半乳糖苷酶含量,与阴性对照组相比,韭菜子挥发油组细胞上清β-半乳糖苷酶含量水平较低(p<0.05)。细胞衰老β-半乳糖苷酶染色结果显示,韭菜子挥发油组衰老染色阳性细胞比例较少,与ELISA检测β-半乳糖苷酶含量结果一致。 结论:筛选出的蛇床子、山柰、韭菜子挥发油能一定程度上保护和改善化疗药物环磷酰胺引起的细胞损伤及衰老,其机制可能为提高细胞的抗氧化能力、保护细胞膜完整性、影响细胞的增值及凋亡、影响细胞衰老相关因子的合成及表达、影响细胞激素分泌功能从而起到抗卵巢早衰的作用。