人参茎叶皂苷对热损伤大鼠不同脏器糖皮质激素受体的影响

来源:岁月联盟 作者: 时间:2010-07-12
         作者:李敏,凌昌全,黄雪强,沈志雷

【关键词】  人参皂苷

    [摘要]  目的:观察人参茎叶皂苷(ginsenosides, GSS)对热损伤大鼠不同脏器糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)的影响,并探讨其作用机制。方法:雄性SD大鼠随机分为:(1)正常对照组,室温下饲养,蒸馏水灌胃;(2)GSS组,室温下饲养,GSS灌胃;(3)热损伤模型组,蒸馏水灌胃,制作热损伤模型;(4)热损伤模型GSS治疗组,GSS灌胃,制作热损伤模型。采用放射配体结合法检测大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞液GR结合活性;逆转录聚合酶链反应法测定脑、肝细胞液GR mRNA的水平;放射免疫法测定血浆促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropin, ACTH)和皮质酮(corticosterone, CS)的浓度。结果:热损伤模型GSS治疗组大鼠脑、肺和肝细胞液GR结合活性以及脑和肝细胞液GR mRNA表达水平均明显高于单纯热损伤模型组(P<0.05或P<0.01);热损伤模型GSS治疗组大鼠血浆ACTH和CS浓度与单纯热损伤模型组比较则无明显差异。结论:GSS可缓解热损伤大鼠不同脏器GR结合活性的下降幅度,其作用机制可能与促进GR mRNA的表达有关。

  [关键词]  人参皂苷; 人参茎叶; 糖皮质激素受体; 热损伤; 大鼠

  Effects of ginsenosides extracted from ginseng stem and leaves on glucocorticoid receptor in different viscera in heatdamaged rats

  ABSTRACT  Objective: To evaluate the effects of ginsenosides (GSS) extracted from ginseng stem and leaves on glucocorticoid receptor (GR) in different viscera in heatdamaged rats, and to find out its action mechanism. Methods: Thirtytwo male SD rats were divided into control group and experimental group, and fed 2 mg/d GSS and equalquantity of distilled water respectively for 7 days. Eight rats of each group were exposed to (42±1)℃ for one hour. The binding activities of GR in brain, thymus, lung and liver cytosols in rats were detected by radioligand binding assay. The expression levels of GR mRNA in brain and liver cytosols were determined by reverse transcriptionpolymerase chain reaction (RTPCR) assay. Plasma adrenocorticotropin (ACTH) and corticosterone (CS) concentrations were determined by radioimmunoassay. Results: The binding activities of GR in brain, lung and liver cytosols, and the expression levels of GR mRNA in brain and liver cytosols were all higher in the GSStreated and heatdamaged rats than those in the untreated heatdamaged rats (P<0.05 or P<0.01). There were no significant differences in plasma concentrations of ACTH and CS between the GSStreated heatdamaged rats and the untreated heatdamaged rats. Conclusion: GSS can lessen the descending degree of the binding activity of GR in brain, thymus, lung and liver cytosols, and such efficacy of GSS may be related to improvment of the expression of GR mRNA.

  KEY WORDS  ginsenosides; ginseng stem and leaves; glucocorticoid receptor; heat damage; rat

  以往研究发现,热损伤大鼠肝细胞糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)的结合活性明显下降,而人参茎叶皂苷(ginsenosides, GSS)对其有一定的保护作用[1]。但未见有关热损伤大鼠其他脏器细胞GR功能的变化以及GSS是否对其有调节作用的报道。本实验观察了GSS对热损伤大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞液GR结合活性的影响,并探讨其作用机制,现将结果报道如下。

  1  材料与方法

  1.1  药物  人参茎叶皂苷由黑龙江东宁制药厂提供,纯度91.67%,用蒸馏水配制成10 mg/ml水溶液备用。

  1.2  动物分组和模型制作  SD雄性大鼠(购自上海西普尔必凯实验动物有限公司)32只,体质量(175±3.6)g,室温(22±1)℃环境适应3 d后随机分为4组:(1)正常对照组8只,室温下饲养,蒸馏水灌胃;(2)GSS治疗组8只,室温下饲养,GSS灌胃;(3)热损伤模型组8只,蒸馏水灌胃,制作热损伤模型;(4)热损伤模型GSS治疗组8只,GSS灌胃,制作热损伤模型。各组大鼠灌胃剂量2 ml/次,1次/d,连续7 d。

  热损伤模型制作:于末次灌胃30 min后将大鼠放入(42±1)℃、相对湿度80%的恒温箱中热暴露1 h,测肛温(41±0.5)℃,耳、爪、尾等暴露部位潮红,大量流涎,呼吸急促,四肢伸展,呈昏睡状态,表明大鼠已处于热损伤阶段。

  1.3  动物处死  为避免昼夜节律对激素分泌及其受体的影响,各组动物均于统一时间完成实验程序后快速断头处死,取所需组织备用。

  1.4  指标测定  采用放射免疫法测定血浆促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropin, ACTH)和皮质酮(corticosterone, CS)的浓度。采用单点分析法测定脑、肺和肝细胞液GR最大结合容量。因胸腺细胞较少,故采用单点分析法测定胸腺淋巴细胞GR特异性结合位点。采用逆转录聚合酶链反应法测定脑、肝细胞液GR mRNA的水平,用一步法抽提总RNA。RT,4 μl 5× First Strand Buffer(美国Gibco BRL公司产品),0.5 μl RNase Inhibitor(美国Promega公司产品),2 μl 100 mmol/L二硫苏糖醇(DLdithiothreitol, DTT)(美国Gibco BRL公司产品),2 μl 4×dNTP mix(上海博彩生物科技有限公司产品),1 μl 200 U MMLV Reverse Transcriptase(美国Gibco BRL公司产品),37 ℃保温60 min。90 ℃处理5 min,冰上冷却,室温离心将溶液收集至管底。PCR扩增,引物由上海博彩生物科技有限公司合成,上游5’ AGG CCG GTC AGT GTT TTC TA 3’,下游5’ AGG GGT GAG CTG TGG TAA TG 3’,扩增得GR mRNA长度433 bp,每个反应用2.5 μl 10×PCR buffer(w/20 mmol/L MgCl2),19.25 μl H2O,0.5 μl 10 mmol/L 4×dNTP mix,0.25 μl iNosUP,0.25 μl iNosDown,0.25 μl Taq DNA聚合酶(1.25 U,上海博彩生物科技有限公司产品),分装至0.2 ml PCR薄壁管里,每管23 μl。内参βactin 用同样方式进行。每管加2 μl RT产物,加30 μl石蜡油。PCR 扩增条件:94 ℃ 45 s,预变性120 s,54 ℃退火45 s,72 ℃延伸60 s,循环35次,最后延伸300 s。DNA扩增产物用1.6%琼脂糖电泳和溴乙锭(ethidium bromide, EB)染色后,Tasnon GIS100数码凝胶图像分析系统进行扩增结果检测和半定量分析。

  1.5  统计学方法  所有实验数据均用SPSS 11.0软件进行统计学分析,计量资料均数用x±s表示,组间比较采用t检验。

  2  结果

  2.1  GSS对热损伤大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞液GR结合活性的影响  经热暴露1 h,大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞液GR结合活性急剧下降,而GSS可不同程度缓解热暴露时GR结合活性的下降幅度。见表1。

  2.2  GSS对热损伤大鼠脑、肝细胞液GR mRNA水平的影响  经热暴露1 h,大鼠脑、肝细胞液GR mRNA的表达受到了明显抑制,而GSS可以缓解这种抑制作用。见图1、表2。

  2.3  GSS对热损伤大鼠血浆ACTH和CS含量的影响  急性热暴露使大鼠血浆ACTH和CS含量明显上升,而GSS与蒸馏水灌胃大鼠血浆ACTH和CS含量的比较无明显差异。见表3。

  表1  GSS对热损伤大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞液GR结合活性的影响(略)

  Table 1  Effects of GSS on binding activities of GR in brain, thymus, lung and liver cytosols in heatdamaged rats

  *P<0.05, **P<0.01, vs normal control group; △P<0.05, △△P<0.01, vs heatdamaged group.

  图1  GSS对热损伤大鼠脑、肝细胞液GR mRNA水平的影响(略)

  Figure 1  Effects of GSS on expression levels of GR mRNA in brain and liver cytosols in heatdamaged rats

  14: GR mRNA in cell sap of brain; 58: GR mRNA in cell sap of liver; 1 and 5: Normal control; 2 and 6: GSStreated; 3 and 7: Untreated with heat damage; 4 and 8: GSStreated with heat damage.

  表2  GSS对热损伤大鼠脑、肝细胞液GR mRNA表达水平的影响(略)

  Table 2  Effects of GSS on expression levels of GR mRNA in brain and liver cytosols in heatdamaged rats
  
  **P<0.01, vs normal control group; △P<0.05, vs heatdamaged group.

  表3  GSS对热损伤大鼠血浆ACTH和CS含量的影响(略)

  Table 3Effects of GSS on concentrations of plasma ACTH and CS in heatdamaged rats

  **P<0.01, vs normal control group.

  3  讨论

  CS在维持应激时机体内环境稳定方面起着极其重要的作用,其生物效应的发挥主要依赖细胞内GR的介导[2,3]。有研究表明,应激过程中GR结合活性下降导致细胞水平CS功能不全是休克发生、的关键因素之一[4,5]。因此,寻找调节GR的药物,具有十分重要的临床意义。本实验结果显示,热损伤大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞的GR结合活性均大幅度下降,其中以脑细胞液GR结合活性的下降幅度最大,这可能与脑细胞热耐受能力最差有关。本实验结果还显示,GSS对热损伤大鼠脑、胸腺、肺和肝细胞GR结合活性均有不同程度的保护作用,结合以往实验,我们认为GSS具有提高机体热耐受能力的作用[6]。由此推测,GSS之所以能够维护热应激机体内环境稳定以及减轻热损伤可能与其调节GR的结合活性相关。

  应激过程中GR结合活性的下降与垂体肾上腺皮质激素调节、GR蛋白的降解速度大于合成速度,或因脱磷酸化作用使结合型GR转变为非结合型GR等因素有关[5]。本实验结果显示,热暴露1 h后,大鼠血浆ACTH和CS含量明显升高,而脑细胞液和肝细胞液GR mRNA的表达水平则明显降低,提示引起热损伤机体GR结合活性下调的原因可能是多方面的。此外,GSS灌胃的热损伤大鼠与蒸馏水灌胃的热损伤大鼠相比,其血浆ACTH和CS含量并无明显差异,但脑细胞液和肝细胞液GR mRNA的表达水平则有明显提高,提示GSS对热暴露大鼠GR结合活性的保护作用可能不是通过垂体肾上腺皮质激素进行调节的,而可能是通过提高GR蛋白的合成速度以发挥其效应。至于磷酸化脱磷酸化是否也发挥了一定的作用,尚待进一步研究。

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  1  李  敏, 凌昌全, 沈志雷, 等. 人参茎叶皂苷对热损伤大鼠糖皮质激素受体的影响. 第二军医大学学报, 2003, 24(8): S1617.

  2  徐仁宝, 卢  健, 蒋左庶主编. 受体的基础与临床. 上海: 上海技术出版社, 1992. 100135.

  3Filipovic D, Gavrilovic L, Dronjak S, et al. Brain glucocorticoid receptor and heat shock protein 70 levels in rats exposed to acute, chronic or combined stress. Neuropsychobiology, 2005, 51(2): 107114.

  4  徐仁宝. 糖皮质激素受体减少在休克发生中的作用:一个新假说. 生命科学, 1997, 9(2): 7880.

  5  Li D,Sancher ER. Glucocorticoid receptor and heat shock factor 1: novel mechanism of reciprocal regulation. Vitam Horm, 2005, 71: 239262.

  6  李  敏, 凌昌全, 沈志雷, 等. 人参茎叶皂甙提高机体热耐受能力的作用. 公共卫生, 2003, 19(12): 14731474.