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编号:10271770
玉米花粉多糖对人胸腔巨噬细胞的激活作用*
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第8期
     作者:金丽琴 吕建新 俞康 袁谦 谢克俭 王开发 张玉兰

    单位:金丽琴(温州医学院生物化学教研室,浙江 温州 325027);吕建新(温州医学院检验医学系);俞康(温州医学院附属第一医院);袁谦 谢克俭(温州医学院检验医学系);王开发 张玉兰(同济大学花粉应用研究中心, 上海 200092)

    关键词:多糖类;巨噬细胞;放射免疫测定

    中国病理生理杂志000814

    [摘 要] 目的:探讨玉米花粉多糖对胸腔巨噬细胞的激活作用。方法:用0.312、0.625、1.250、2.500、5.000 mg/mL 的玉米花粉多糖体外诱导培养人胸腔巨噬细胞24 h、48 h, 用全自动生化分析仪测定胸腔巨噬细胞内乳酸脱氢酶与酸性磷酸酶活性,用放射免疫分析法测定胸腔巨噬细胞内肿瘤坏死因子-α与白细胞介素-6的含量。结果:玉米花粉多糖能明显上调人胸腔巨噬细胞内乳酸脱氢酶和酸性磷酸酶活性,并能显著诱导人胸腔巨噬细胞表达肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6;而且,诱导表达作用与玉米花粉多糖的浓度和诱导培养的时间有关。结论:玉米花粉多糖对人胸腔巨噬细胞具有激活作用。
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    [中图分类号] Q538 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)08-0726-04

    The activation effect of maize pollen polysaccharides on

    human thoracic cavity macrophages

    JIN Li-qin,LU Jian-xin,YU Kang,YUAN Qian,XIE Ke-jian, WANG Kai-fa,ZHANG Yu-lan

    (Department of Biochemistry,Wenzhou Medical College,Wenzhou 325027, China)
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    [Abstract] AIM: To study the activation effects of maize pollen polysaccharides(PPM) on human thoracic cavity macrophage (hTM). METHODS: Activities of lactate dehydrogenase(LDH) and acid phosphatase (ACP) in the hTM were detected by automatic biochemical analyzer, and the level of tumor necrosis factor alpha(TNF-α) and interleukin-6(IL-6) in the hTM was analyzed by radioimmunoassay, after hTM were cultured with 0.312,0.625, 1.250, 2.500, 5.000 mg/mL PPM-RPMI 1640 for 24 and 48 hours in vitro. RESULTS: The activities of LDH and ACP increased in the hTM induced by PPM, and the levels of TNF-α and IL-6 in the hTM induced by PPM increased markedly too. And the induced expression effect of TNF-α and IL-6 is associated with the concentration of PPM, and time for PPM inducing. CONCLUSION: PPM can induce cytokines secretion in hTM,and activate hTM in vitro.
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    [MeSH] Polysaccharides; Macrophages; Radioimmunoassay

    玉米花粉多糖(pollen polysaccharides of maize,PPM )系从玉米花粉中提取的水溶性多糖,已有研究表明,PPM可显著提高小鼠腹腔巨噬细胞对鸡红细胞的吞噬率和吞噬指数,可显著提高小鼠的免疫功能[1],PPM对大鼠肺泡巨噬细胞也具有激活作用[2]。本文研究了PPM对体外培养的人胸腔巨噬细胞(thoracic cavity macrophages of human , hTM)内乳酸脱氢酶&127;(lactate dehydrogenase,LDH,EC 1,1,1,27 )和酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP, EC 3,1,3,2)活性的调节作用,以及PPM对hTM表达肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6 ,IL-6)的诱导作用,并探讨PPM对M激活作用的机制。
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    材 料 和 方 法

    一、 PPM的制备

    玉米花粉用蒸馏水浸泡后用胶体磨连续粉碎,煮沸后离心收集上清;沉淀重复提取1次,合并两次上清液;用旋转蒸发器浓缩后加乙醇沉淀;热水溶解后脱蛋白,再加入乙醇,静置后离心,取沉淀并用95%乙醇、无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤后,挥干即得PPM[2]

    二、PPM细胞培养液的配制

    称取PPM 1.000 g溶解于适量RPMI-1640细胞培养液,用5% NaHCO3调pH至7.2~7.4,定容至100 mL,蔡氏滤器0.22 μm微孔滤膜无菌过滤,加入无菌新生牛血清(由杭州四季青生物工程材料研究所生产)配制成含10%新生牛血清的10 mg/mL PPM-RPMI-1640细胞培养液,再用含10%新生牛血清的RPMI-1640稀释成PPM浓度为5 mg/mL, 2.5 mg/mL, 1.25 mg/mL, 0.625 mg/mL,0.312 mg/mL的RPMI-1640细胞培养液。
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    三、hTM的分离、培养与破碎

    抽取多发性骨髓瘤病人左侧胸腔积液,总量为650 mL,无菌室内用50 mL圆筒离心管分次离心收集沉淀细胞,用含10%新生牛血清的RPMI-1640悬浮沉淀细胞,并在流式细胞仪(美国BETON DICKINSON公司产品,型号为FACSCal:bnr) 上计数调节单核细胞6×105/mL,加入96孔细胞培养板,每孔0.3 mL,于37 ℃培养箱培养2 h,弃上清及非贴壁的细胞,贴壁的为TM,加不同浓度的PPM-RPMI-1640细胞培养液,每孔0.3 mL,每种浓度重复6孔,37℃培养24 h、48 h,吸去每孔中的细胞培养上清液,用Hanks液洗涤贴壁的TM后,每孔加0.2 mL双蒸水,超声波清洗机上振荡2 min,置-30℃冰箱,通过-30℃、+30℃反复冻融5次,每次30 min,破碎M,制成破碎的hTM悬液。

    四、LDH测定
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    采用Wahlefeld方法,以L-乳酸为底物全自动生化分析仪上速率法测定NADH+H+的生成(全自动生化分析仪由日本日立公司制造,型号为7170),反应体系为:温度37℃,破碎的TM悬液18 μL,延迟时间30 s,反应总体积360 μL,每隔15 s测1点,共测34点,以19~24连续6点直线回归求值。酶活力单位采用国际单位(IU),即每L破碎的TM悬液37℃每min使1 μmo1乳酸转化为丙酮酸所需的酶量为1 IU。

    五、ACP测定

    采用全自动生化分析仪(日立7170)双试剂终点法,R1为基质液(对硝基苯酚磷酸酯-柠檬酸buf,pH5.0),R4为1 mol/L NaOH,λ1 405 nm,λ2 546 nm,反应体系为:破碎的TM悬液10 μL,R1 200 μL,反应10 min (测定34点) 后加R4 100 μL终止反应求值,酶活力单位采用国际单位(IU), 即每L破碎的TM悬液在pH5.0、37℃、每min水解1 μmol 对硝基苯酚磷酸酯为对硝基酚所需的酶量为1 IU。
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    六、TNF-α和IL-6测定

    采用放射免疫分析法,试剂盒由解放军总医院东亚免疫技术研究所提供,操作按试剂盒说明书。

    七、统计分析

    数据以±s 表示,用t检验判定组间差异的显著性。

    结 果

    一、PPM对hTM酶活性的调节作用

    表1所示,经24 h诱导培养后,hTM内LDH活性升高,其中浓度为1.250、2.500 mg/mL的PPM诱导组与非诱导的对照组相比具有显著差异(P<0.05);hTM内ACP活性虽有所升高,但与对照组无显著差异。经48 h诱导培养后,hTM内LDH和ACP活性进一步提高,除浓度最低的0.312 mg/mL外,其余的4种PPM浓度均使hTM内LDH活性升高,与对照组相比具有显著差异(P<0.01);此外,5种浓度的PPM也可使hTM内ACP活性升高,但升高的幅度较小,而且与对照组相比只有0.625、1.250、2.500 mg/mL 3种浓度具有显著差异(P<0.05)。
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    表1 PPM对hTM酶活性的调节作用

    Tab 1 Regulation effects of PPM on the enzymes activity in TM of human(n=6) Concentration of

    PPM (mg/mL)

    24 h

    48 h

    LDH(IU)

    ACP(IU)

    LDH(IU)

    ACP(IU)

    0
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    5.44±1.84

    0.96±0.57

    5.76±1.92

    1.10± 0.67

    0.312

    5.75±2.56

    1.05±0.38

    7.69±2.36

    1.53±0.55

    0.625

    7.25±3.04

    1.13±0.56
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    9.35±2.45* *

    1.87±0.72*

    1.250

    11.17±5.98*

    1.42±0.57

    15.26±3.89* *

    2.14±0.68* *

    2.500

    10.58±3.76*

    1.37±0.45
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    16.11±4.06* *

    1.98±0.75*

    5.000

    5.33±2.48

    1.30±0.60

    11.23±4.65*

    1.76±0.91

    * P<0.05, * * P<0.01, vs 0 mg/mL PPM (control group)

    二、PPM对hTM表达TNF-α与IL-6的诱导作用

, 百拇医药     表2所示,hTM经PPM 24 h诱导培养后,胞内TNF-α和IL-6的表达水平明显提高,除浓度最低的0.312 mg/mL外,其余的4种浓度均使hTM内TNF-α和IL-6的表达水平明显提高,与对照组相比具有显著差异(P<0.05);hTM经PPM 48h诱导培养后,胞内TNF-α和IL-6的表达水平进一步提高,经5种浓度诱导后,与对照组相比均具有非常显著的差异(P<0.01)。

    表2 PPM对hTM表达TNF-α与IL-6 诱导作用

    Tab 2 Induced expression effects of PPM on the TNF-α and IL-6 in TM of human(n=6) Concentration of

    PPM(mg/mL)

    24 h
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    48 h

    TNF-α(ng/mL)

    IL-6 (ng/mL)

    TNF-α(ng/mL)

    IL-6 (ng/mL)

    0

    0.447±0.045

    0.276±0.057

    0.550±0.049

    0.288±0.052

    0.312

    0.440±0.069
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    0.339±0.038

    0.647±0.041*

    0.421±0.048* *

    0.625

    1.871±0.599* *

    0.411±0.028*

    2.343±0.675* *

    0.684±0.060* *

    1.250

    1.658±0.186* *
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    0.434±0.038* *

    2.788±0.469* *

    0.873±0.056* *

    2.500

    1.647±0.606* *

    0.442±0.056* *

    3.343±0.542* *

    0.850±0.063* *

    5.000
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    2.253±0.524* *

    0.499±0.054* *

    3.331±0.607* *

    0.798±0.069* *

    * P<0.05,* * P<0.01,vs 0 mg/mL PPM(control group)讨 论

    有许多研究表明LDH与ACP是M的标志酶,LDH与ACP活性随着M的激活而升高,又随着M的抑制而降低[3,4],PPM可使hTM内LDH和ACP活性升高,表明PPM对hTM具有激活作用。

    TNF-α主要由M分泌的,M分泌TNF-α往往需要经历启动和诱出两个阶段,其中启动阶段主要是激活M,也就是说M内TNF-α的表达依赖于M的激活,M激活剂LPS、BCG均可诱导M大量分泌TNF-α也证明了这一点[5,6]。鉴于PPM可诱导hTM表达TNF-α,因此可以认为PPM确是hTM的激活剂。IL-6主要由淋巴细胞和单核细胞产生,经LPS、PHA等诱导激活的M可大量表达IL-6[7,8]。本研究结果显示PPM可诱导hTM表达IL-6,这又证明PPM可激活M。
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    由于hTM经PPM 48h诱导培养后,胞内LDH和ACP活性明显高于24h诱导培养,而且,hTM在PPM 48h诱导培养后胞内TNF-α和IL-6的表达水平也非常显著地高于24h诱导培养的水平。因此可以认为:PPM对hTM的激活作用不仅与PPM的浓度有关,而且也与PPM诱导作用的时间有关。目前正在从mRNA水平进一步研究PPM诱导hTM表达TNF-α和IL-6的时间进程及hTM激活的动力学。

    多糖对机体的免疫功能具有双向调节作用已得到公认,适当浓度的多糖不仅能提高机体的特异性免疫功能,而且也能增强机体的非特异性免疫功能[9,10],但有人认为多糖的免疫调节作用需要其它物质的介导,因此在体外很难或不能起作用,而本研究结果表明PPM在没有其它物质介导时能激活hTM并诱导hTM表达TNF-α与IL-6,这提示了PPM是M激活的启动剂,因此,多糖在体外的免疫调节作用是否一定需要介导尚待进一步研究论证。

    [基金项目] 温州市重大科技攻关项目及上海市自然科学基金资助
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    [参 考 文 献]

    [1] 郑文辉,邱 华,王福华,等. 口服玉米花粉对免疫功能的影响[J]. 中国免疫学杂志, 1987, (1):57.

    [2] 吕建新,金丽琴,陈国荣,等. 玉米花粉多糖对大鼠肺泡巨噬细胞的激活作用[J]. 中国病理生理杂志, 1999,15(6):509~511.

    [3] 吕建新,金丽琴,陈国荣,等. 细脚拟青霉对大鼠腹腔巨噬细胞的激活作用[J]. 中国免疫学杂志,1997,3(3):139.

    [4] Cohn ZA. The activation of mononuclear phagocytes: Fact, fancy, and future[J]. J Immunol,1978,121:813.

    [5] Dong Z,Lu S,Zhang Y. Effects of pretreatment with protein kinase C activators on macrophage activation for tumor cytotoxicity, secretion of tumor necrosis factor, and its mRNA expression[J]. Immunobiology, 1989,179: 382.
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    [6] Dong Z, Qi X, Fidler IJ. Tyrosine &127;phosphorylation of mitogen-acticated protein kinases is necessary for activation of murine macrophages by natural and synthetic bacterial products[J]. J Exp Med, 1993,177:1071.

    [7] Scamurra R, Arriaga C, Sprunger L, et al. Regulation of interleukin-6 expression in porcine immune cells[J]. J Interferon Cytokine Res, 1996,16:289.

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    [9] Kumazawa Y, Mizunoe K, Otsuka Y. Immunostimulating polysaccharide separated from hot water extract of Angelica acutiloba Kitagawa[J]. Immunology, 1982,47:75.

    [10] Cui JY, Lin ZB. Effects of tremella polysaccharides on immune function of physically-stressed mice[J]. J Chin Pharm Sci, 1992,1:49.

    [收稿日期] 1999-07-23 [修回日期] 1999-12-14, 百拇医药