熟三七对不同类型贫血的改善作用及机制研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Whding713
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[目的]贫血是临床上最为常见的症状之一,可由多种病理生理机制引起,主要表现为面色萎黄、气短乏力、食欲不振等。据中国疾病预防控制中心的调查显示,中国成年男子贫血率在10%左右,成年女性贫血率在20%左右,儿童贫血率在25%左右,孕妇贫血率高达35%。目前治疗贫血的方法如补充铁剂、叶酸,使用糖皮质激素等,常伴随胃肠道刺激,发胖、血压增高等副作用,对治疗严重贫血所采取的输血措施甚至会导致溶血或心衰。因此,如何安全有效地治疗或改善贫血一直是医学领域关注的问题。作为“伤科之圣药、止血之神药、理血之妙品”的名贵中药材三七Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen,在数百年的传统中医及民间用药历史中具有“生打熟补”之说,所谓“生打”是指生三七具有消肿定痛、活血化瘀等功效,“熟补”是指熟三七具有补血养气、强身健体等功效,而具有补血功效的中药常在临床用于贫血疾病的治疗。近些年来,熟三七的补血疗效及其抗贫血功能的应用获得越来越多的关注,相关不良反应未见报道,围绕三七“熟补”作用所展开的研究也取得了一定进展。但贫血的类型多样,而这些研究大多只关注于熟三七对某单一贫血的治疗效果,未对其改善多类贫血的药效及作用机制进行系统深入的研究,这不仅限制了三七的产品开发,也制约了贫血临床用药的选择。因此,本研究建立了三种不同类型的贫血动物模型,即骨髓抑制性贫血、肾性贫血和缺铁性贫血模型,考察熟三七给药后对这三种类型贫血的改善作用,同时从现代生物学角度结合网络药理学分析方法来探究熟三七对贫血的作用机制。[方法]1、收集制备熟三七样品。2、使用环磷酰胺和乙酰苯肼诱导骨髓抑制性贫血小鼠模型。建模成功后,给予不同剂量的熟三七及阳性对照药灌胃小鼠12天。检测外周血细胞数和脏器指数;采用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)法检测小鼠骨髓造血功能相关细胞因子(EPO、EPOR、TPO、c-Mpl、GM-CSF、GATA1)m RNA的表达;基于课题组前期网络药理学分析结果,以JAK-STAT信号通路为目标通路,采用Western blot和RT-q PCR法检测通路中预测的靶蛋白(IL-2、STAT1、SHP2)和细胞周期因子(Bcl-2、Bcl-XL、C-myc、p21)的表达。3、采用灌胃腺嘌呤的方法制备肾性贫血小鼠模型。建模成功后,给予不同剂量的熟三七及阳性对照药为小鼠给药30天,检测外周血细胞数和红细胞脆性;测定血清中肾功能指数(SUN和Scr)、氧自由基清除剂(GSH,GSH-Px,SOD)的含量;HE染色观察肾脏组织病理形态;采用RT-q PCR的方法检测骨髓有核细胞中EPOR m RNA的表达和肾脏中EPO、TGF-β1和HGF m RNA的表达;检测肾脏中Bcl-2和Bax蛋白的含量。4、采用低铁饲料喂饲辅以少量放血的方法建立缺铁性贫血小鼠模型。建模成功后,给予不同剂量的熟三七及阳性对照药灌胃小鼠30天,检测外周血细胞数和脏器指数;测定血清中SI、SF、s TRF、s Tf R和EPO蛋白的含量;采用RT-q PCR的方法检测各组小鼠十二指肠中DMT-1、MTP-1和Hp m RNA的表达水平和肝脏中hepcidin m RNA的表达水平。[结果]1、对于骨髓抑制性贫血模型,高剂量熟三七处理的小鼠红细胞(red blood cell,WBC)、白细胞(white blood cell,RBC)、血小板(platelet,PLT)数量和血红蛋白(hemoglobin,Hb)容量显著高于模型组(P<0.01或P<0.05),高、中、低剂量熟三七均极显著提高WBC数量(P<0.01),高、中剂量熟三七显著降小鼠的脾脏指数(P<0.01或P<0.05)。经高剂量熟三七给药后,骨髓抑制性贫血小鼠骨髓有核细胞中EPO、EPOR、TPO、c-Mpl m RNA的表达极显著升高(P<0.01),中、低剂量组也有不同程度的升高,高、中、低剂量熟三七组GM-CSF和GATA1 m RNA均显著升高(P<0.01或P<0.05)。Western blot结果显示,各组间JAK1蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05),高、中剂量熟三七组p-JAK1表达极显著低于模型组(P<0.01),高、中、低剂量组小鼠脾脏中IL-2蛋白表达水平显著升高(P<0.01或P<0.05),高剂量熟三七显著升高STAT1和SHP2 m RNA的表达(P<0.05),中、低剂量对其无显著影响(P>0.05)。高、中剂量熟三七极显著升高骨髓抑制性贫血小鼠脾脏中IL-2和SHP2 m RNA的表达(P<0.01),极显著降低STAT1 m RNA的表达(P<0.01),高剂量熟三七极显著降低JAK1 m RNA的表达(P<0.01)。同时,高、中剂量熟三七极显著升高骨髓抑制性贫血小鼠脾脏中Bcl-2和Bcl-XL m RNA的表达(P<0.01),低剂量熟三七也能极显著升高Bcl-XL m RNA的表达(P<0.01),高、中剂量熟三七显著降低c-Myc和p21m RNA的表达(P<0.01或P<0.05)。2、对于肾性贫血模型,高、中剂量熟三七极显著提升小鼠外周RBC数量(P<0.01),高剂量熟三七极显著提升WBC数量和红细胞压积(hematocrit,HCT)水平(P<0.01),显著增加Hb容量(P<0.05)。高、中剂量熟三七组小鼠血清中SUN含量显著降低(P<0.01或P<0.05),高、中、低剂量熟三七均能显著降低Scr含量(P<0.01或P<0.05)。高、中、低剂量熟三七均可显著降低50%红细胞溶解率(P<0.01或P<0.05)。高、中剂量熟三七组小鼠血清中GSH、GSH-Px和SOD的含量较模型组显著升高(P<0.01或P<0.05),低剂量熟三七组均无统计学差异(P>0.05)。高、中剂量熟三七能够促进肾性贫血小鼠肾脏中EPO m RNA的表达(P<0.01或P<0.05),三种剂量的熟三七均能提升骨髓有核细胞中EPOR m RNA的表达(P<0.01),低剂量熟三七也能极显著提高骨髓有核细胞中EPOR m RNA的表达(P<0.01)。高、中、低剂量的熟三七均能明显改善肾性贫血小鼠肾脏组织病理状态,高、中剂量熟三七显著降低肾性贫血小鼠肾脏中促纤维化因子TGF-β1 m RNA的表达(P<0.01或P<0.05),高剂量熟三七极显著升高抗纤维化因子HGF m RNA的表达(P<0.01),同时,高、中、低剂量熟三七显著升高肾性贫血小鼠肾脏中Bcl-2的含量(P<0.01或P<0.05),高、中剂量熟三七极显著降低Bax的含量(P<0.01)。3、高、中剂量熟三七极显著升高缺铁性贫血小鼠外周RBC数量(P<0.01),高剂量熟三七显著增加外周HCT容量(P<0.05),高、中剂量熟三七显著增加外周Hb容量(P<0.01或P<0.05),显著降低外周PLT数量(P<0.01)。高剂量熟三七显著增加缺铁性贫血小鼠的肝脏指数(P<0.05),高、中剂量熟三七显著降低脾脏指数(P<0.05),心脏指数和肾脏指数均无统计学差异(P>0.05)。高中低剂量熟三七均显著增加缺铁性贫血小鼠肝脏含铁量(P<0.01或P<0.05),高、中剂量熟三七显著增加缺铁性贫血小鼠脾脏含铁量(P<0.01或P<0.05)。高、中剂量熟三七显著提高缺铁性贫血小鼠血清中SI的含量(P<0.01),显著降低s Tf R、TIBC和EPO的含量(P<0.01或P<0.05),高、中、低剂量熟三七显著降低缺铁性贫血小鼠血清中SF、TRF的含量(P<0.01或P<0.05)。高、中剂量熟三七显著降低缺铁性贫血小鼠十二指肠中DMT-1和FPN-1m RNA的表达(P<0.01),低剂量熟三七显著降低DMT-1 m RNA的表达(P<0.05),高、中、低剂量熟三七均能显著增加缺铁性贫血小鼠肝脏中hepcidin m RNA的表达(P<0.01或P<0.05)。[结论]本研究以三七“熟补”传统用药理论中的补血功效为切入点,采用现代药理学模型评价熟三七对不同类型贫血模型的改善作用,结合前期网络药理学预测及分析结果,从分子生物学角度探析熟三七治疗不同类型贫血的作用机制。研究结果表明,熟三七可以通过改善贫血小鼠的外周血象、保护其代谢和免疫器官、参与造血相关调控因子的表达、促进造血干/祖细胞的增殖、分化和调控受损细胞的周期反应等多个渠道,来改善机体造血微循环,实现对小鼠贫血症状的改善。综上,熟三七是通过多途径、多层次、多因素、多靶点的综合整体效应来发挥抗贫血作用的。本研究为纠正贫血的临床用药提供了线索,为SPN的药物开发提供了进一步的指导。
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