田美红,张海波,张英成
(1.东北师范大学体育学院,吉林长春 130024;2.吉林工程技术师范学院体育教研部,吉林长春 130052)
人参果胶SB对免疫细胞因子分泌的双向调节作用
田美红1,张海波2,张英成1
(1.东北师范大学体育学院,吉林长春 130024;2.吉林工程技术师范学院体育教研部,吉林长春 130052)
以人参中的重要活性成分——人参果胶为实验材料,研究分析了其对免疫细胞因子分泌的影响.结果表明,人参果胶SB对人单核细胞THP-1分泌细胞因子IL-8及对小鼠脾细胞分泌细胞因子IL-2均具有明显的双向调节作用,即低浓度的人参果胶促进免疫细胞因子的分泌,而高浓度的人参果胶却呈现抑制作用.从细胞免疫学的角度初步揭示了人参的双向调节作用机理.
人参;果胶;细胞因子
人参(PanaxginsengC.A.Mey)是我国的名贵中药,具有多种药效.目前对人参的各种成分,尤其是人参皂甙及其药理活性国内外研究得均很深入[1-4].近年来,对人参中的另一种有效成分——人参多糖的研究与利用也取得了一定的进展[5-12].人参多糖主要由人参淀粉和人参果胶组成,其中具有药理活性的部分主要是人参果胶,其生物活性主要体现在能显著增强机体免疫能力方面[5-8].现代药理学研究表明,人参是适应原性药物,具有双向调节作用,即向着有利于机体功能恢复和加强的方向进行调节.本文利用生产人参精等制品后的人参根废渣为原料,分离纯化出人参果胶SB,通过测定其对人单核细胞THP-1及对小鼠脾细胞分泌细胞因子的影响,初步揭示了人参双向调节作用的细胞免疫学机理.
从提取人参皂甙后的人参根废渣中分离纯化得到人参果胶SB[9].
THP-1,人单核细胞白血病细胞系,购自中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库,产品货号:TCHu 57.
C57BL/6J纯系小鼠,一级,体重18~20 g,购自北京中国医学科学院实验动物研究所繁育场.
培养基为RPMI-1640,添加10%胎牛血清,细胞在37℃,5%CO2条件下培养.在放射免疫实验中,将浓度为5×105个/m L的细胞悬液加入到96孔细胞培养板中,每孔200μL,同时加入不同浓度的人参果胶样品、LPS及PMA.24 h后,收集细胞,离心,用于细胞因子的定量测定.
向EP管中加入10μL THP-1分泌细胞因子IL-8(1μg/μL),10μL磷酸盐缓冲液(0.5 mol/L),5μL125I Na,4μL氯化锑.约10 s后,加入20μL焦亚硫酸钠终止标记反应.反应液经Sephadex G10柱层析分离,逐管收集流出液,放射免疫测定仪检测,第一个峰即为125I标记的细胞因子IL-8.
采用放射免疫法.首先向EP管中分别加入不同浓度的标准抗原或待测样品100μL,然后加入细胞因子IL-8抗体100μL(抗体量相当于可与24 h后加入的125I标记的细胞因子IL-8的40%结合),最后加入0.3%兔血清300μL.24 h后,加入125I标记的细胞因子IL-8 100μL.再过24 h后,加入700μL磷酸盐缓冲液(含有6%聚乙二醇和2%羊抗兔IgG),10 min后,离心,弃上清,倒置过夜.24 h后,测定沉淀物的放射性强度,以浓度的对数值为X轴,放射性为Y轴,先绘制出标准曲线,然后查出待测样品中细胞因子IL-8的含量.
2.4.1 脾细胞IL-2的诱生
分离小鼠脾脏并制备脾细胞悬液,悬浮液为RPMI-1640,细胞浓度为1×107个/m L.按每孔500μL的量加入细胞悬液至24孔细胞培养板中.然后分别加入不同浓度的人参果胶SB和终浓度为2.5μg/m L的Con A 500μL.37℃,5%CO2条件下培养48 h后,收集上清,4℃保存,待测.
2.4.2 IL-2的活性测定
检测采用小鼠脾T淋巴母细胞增殖分析法.在24孔细胞培养板中加入1×107个/m L的小鼠脾细胞悬液(0.5 m L/孔)和5μg/m L的Con A(0.5 m L/孔),37℃,5%CO2条件下共培养48 h.将培养的细胞悬液滴于淋巴细胞分层液中(V细胞悬液∶V分层液=(2~3)∶1),2 000 r/min离心20 min,中间层细胞即为T淋巴母细胞.将淋巴母细胞离心洗涤2次,用含10%小牛血清的RPMI-1640培养液重悬细胞,使悬液细胞的浓度为1×106个/m L.在96孔细胞培养板中,加入诱生的IL-2上清液(100μL/孔)和配好的细胞悬液100μL/孔(3复孔),37℃,5%CO2培养42 h后,加入3H-Td R,继续培养6 h.多头细胞收集器收集细胞,应用液闪计数仪测定同位素掺入量,结果以3复孔的放射活性(cpm)的均值表示[13-14].
本实验使用了3个浓度的人参果胶SB对THP-1细胞分泌细胞因子IL-8的影响情况进行检测.放射免疫法测定结果表明,在培养基对照组中,低质量浓度人参果胶SB(1μg/mL)没有引起IL-8分泌的改变;但当人参果胶SB的质量浓度分别提高至10μg/m L及100μg/m L时,IL-8的分泌也随之大幅增高至11倍及15倍,二者浓度表现为正相关性(见表1、图1).与之一致的是,在LPS和PMA的低刺激组中,随着人参果胶SB的浓度逐渐提高,IL-8的分泌也逐渐增高(见表1、图1).然而,在LPS和PMA的高刺激组中,随着人参果胶SB浓度的逐渐提高,IL-8的分泌却呈现了显著的抑制效应(见表1、图1).
表1 人参果胶SB对THP-1细胞分泌IL-8的影响
在本实验中,我们检测了3个浓度的人参果胶SB对小鼠脾细胞分泌细胞因子IL-2的影响.结果显示,在无Con A存在的条件下,低质量浓度的人参果胶SB(1μg/m L)没有表现出影响作用;而中高质量浓度的人参果胶SB可以显著促进IL-2的产生,其浓度与小鼠脾细胞分泌细胞因子IL-2的能力呈现明显的正相关性(见图2).当Con A存在时,低质量浓度的人参果胶SB(1μg/m L)具有显著促进IL-2产生的能力,而中高质量浓度的人参果胶SB却丧失了促IL-2生成作用(见图2).
1 人参果胶SB对THP-1细胞分泌因子IL-8的双向调节
2 人参果胶SB对小鼠脾细胞分泌因子IL-2的双向调节
本文从细胞免疫学的角度,通过测定人参果胶SB对人单核细胞THP-1分泌细胞因子IL-8及对小鼠脾细胞分泌细胞因子IL-2的影响,初步揭示人参的双向调节作用机理.
在测定人参果胶SB对THP-1细胞分泌细胞因子IL-8的影响实验中发现,在对照组和低刺激组中,人参果胶的浓度与其促IL-8生成的能力呈现显著的正相关.然而,在高刺激组中,人参果胶的浓度与其促IL-8生成的能力却呈现显著的负相关,充分说明了人参果胶具有明显的双向调节作用.IL-8是机体内非常重要的趋化性细胞因子,由单核细胞产生,对中性粒细胞具有显著的趋化和激活作用.IL-8的适量分泌可以引起短暂局部的炎症反应,增强机体杀灭细菌的能力.然而,如果IL-8生成过多,会促使过量的中性粒细胞被激活,从而导致机体的病理性炎症损伤[15].因此,人参果胶对IL-8的双向调节可以理解为,当细胞因子分泌量少、机体免疫力低下时,人参果胶可通过提高细胞因子的分泌达到增强机体免疫能力的目的;当高强度刺激导致细胞因子分泌过量时,人参果胶又可通过抑制细胞因子的产生,保护机体免受病理性的损伤.
在人参果胶SB对小鼠脾细胞分泌细胞因子IL-2影响的实验中,也得到了类似的结果.即在无刺激条件下,较高浓度的人参果胶可以显著促进IL-2的产生;在高刺激条件下时,较高浓度的人参果胶失去了促IL-2生成的作用,再次证明了人参果胶具有良好的双向调节作用.与IL-8不同,IL-2是由活化的T细胞分泌并可显著促进T细胞增殖的细胞因子.在机体常态条件下,促IL-2分泌可提高机体的免疫力;但当高强度刺激因素存在时,过量的IL-2分泌会引起机体免疫功能的紊乱,甚至导致自身免疫性疾病的发生.因此,人参果胶的优良特性使其能够帮助机体朝着有利于功能加强和功能恢复的方向进行调节.
[1]HELMS S.Cancer prevention and therapeutics:Panaxginseng[J].Altern Med Rev,2004,9(3):259-274.
[2]LEE Y S,CHUNG I S,LEE I R,et al.Activation of multiple effector pathways of immune system by the antineoplastic immunostimulator acidic polysaccharide ginsan isolated fromPanaxginseng[J].Anticancer Res,1997,17(1A):323-331.
[3]LEE J H,LEE J S,CHUNG M S,et al.In vitro anti-adhesive activity of an acidic polysaccharide fromPanaxginsengon porphyromonas gingivalis binding to erythrocytes[J].Planta Med,2004,70(6):566-568.
[4]LIM D S,BAE K G,JUNG I S,et al.Anti-septicaemic effect of polysaccharide fromPanaxginsengby macrophage activation[J].J Infect,2002,45(1):32-38.
[5]FAN Y Y,CHENG H R,LI S S,et al.Relationship of the inhibition of cell migration with the structure of ginseng pectic polysaccharides[J].Carbohyd Polym,2010,81(2):340-347.
[6]YU L,ZHANG X,LI S S,et al.Rhamnogalacturonan I domains from ginseng pectin[J].Carbohyd Polym,2010,79(4):811-817.
[7]FAN Y Y,CHENG H R,LIU D,et al.The inhibitory effect of ginseng pectin on L-929 cell migration[J].Arch Pharm Res,2010,33(5):681-689.
[8]PARK K M,KIM Y S,JEONG T C,et al.Nitric oxide is involved in the immunomodulating activities of acidic polysaccharide fromPanaxginseng[J].Planta Med,2001,67(2):122-126.
[9]田美红,魏民,张丽萍,等.人参果胶SB的分离纯化及其结构特征[J].东北师大学报:自然科学版,2005,37(2):93-96.
[10]田美红,张铁民,张丽萍,等.人参果胶SB2-1的结构研究[J].东北师大学报:自然科学版,2007,39(3):88-91.
[11]陈艳,刘杨,高晓鸽,等.人参水提物对小鼠血糖及血脂代谢的影响[J].东北师大学报:自然科学版,2009,41(4):112-115.[12]朱梅,毕宏涛,杨威,等.乙醇浓度对人参多糖分离的影响[J].东北师大学报:自然科学版,2009,41(2):154-159.
[13]王桂云,孙美艳,杨琼,等.噬菌体展示的白色念珠菌热休克蛋白90特异表位在小鼠体内诱发的免疫应答[J].东北师大学报:自然科学版,2007,39(3):83-87.
[14]刘晓宇,孙成新,李杰,等.两性壳聚糖的制备及其对小鼠淋巴细胞增殖的影响[J].东北师大学报:自然科学版,2010,42(2):110-114.
[15]SUMMERS C,RANKIN S M,CONDLIFFE A M.et al.Neutrophil kinetics in health and disease[J].Trends Immunol,2010,
31(8):318-324.
The bidirectional regulation role ofPanaxginsengpectin SB on the production of cytokines
TIAN Mei-hong1,ZHANG Hai-bo2,ZHANG Ying-cheng1
(1.School of Physical Education,Northeast Normal University,Changchun 130024,China;2.Teaching and Research Department of Sports,Jilin Teacher's Institute of Engineering and Technology,Changchun 130052,China)
Accumulating evidence shows that thePanaxginsengC.A.Mey have elegant bidirectional regulation role.However,the mechanism is still unclear.In this study,the pectin SB ofPanaxginsengwas tested as regulators of the production of cytokines.The results showed that the pectin SB have impressive bidirectional regulation role on the production of IL-8 secreted by THP-1 cells and the production of IL-2 secreted by mouse splenocytes i.e.the pectin SB with low concentration promotes the secretion of cytokines,but the pectin SB with high concentration exhibits the reverse effects,probably suggesting one of the mechanisms of the bidirectional regulation role of thePanaxginseng.
PanaxginsengC.A.Mey;pectin;cytokines
Q 539+.8
180·1720
A
1000-1832(2011)04-0128-04
2011-06-09
国家自然科学基金资助项目(39770847);教育部重点资助项目(2001235).
田美红(1972—),女,硕士,讲师,主要从事运动人体科学研究.
方 林)