补肾通络方对去卵巢大鼠破骨细胞组织蛋白酶K表达的影响(一)
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补肾通络方对去卵巢大鼠破骨细胞组织蛋白酶K表达的影响(一)
作者:林一峰,梁祖建,何铭涛
【摘要】【目的】探讨组织蛋白酶K(cathepsinK,CK)在骨质疏松症发病中的意义,观察补肾通络方对去卵巢大鼠破骨细胞CK表达的影响。
【方法】选用30只雌性SD大鼠随机分成3组:假手术组、模型组及补肾通络方组(中药组,剂量为-1·d-1);后2组切除双侧卵巢,4周后中药组给予补肾通络方灌胃。
分别于第6、12周测定各组大鼠全身骨密度(BMD),并采用Westernblot及逆转录—聚合酶链反应法测定体外分离培养破骨细胞中CK 的蛋白及基因表达。
【结果】体外分离培养椎骨来源的破骨细胞具有成熟破骨细胞的表型特征,去卵巢模型大鼠骨密度在时效上与CK的表达呈现负相关;补肾通络方以时效方式下调CK蛋白及CKmRNA的表达水平(均。
【结论】CK的过度表达是导致骨密度下降的重要原因,是骨质疏松症发生的潜在危险因子;以时效方式下调CK蛋白及CKmRNA的表达进而治疗骨质疏松症可能是补肾通络方的作用机制之一。
【关键词】骨质疏松症/中药疗法;补肾通络方/药理学;组织蛋白酶K;破骨细胞/病理学;疾病模型,动物;大鼠
骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以骨量减少,骨组织微细结构退化,骨强度下降,骨折危险性增加为特征的一种全身性的骨代谢疾病。
研究表明,组织蛋白酶K(cathepsinCK)在破骨细胞中选择性、特异性地表达,参与骨吸收的重要调节1]。
CK是防治OP的一个非常重要的靶点,其选择性地在破骨细胞引起的骨吸收中起特殊的作用2]。
本研究拟探讨补肾通络方对去卵巢大鼠破骨细胞CK表达的影响,现报道如下。
1材料与方法
动物6月龄清洁级雌性SD大鼠,体质量190~240g,购于广州中医药大学实验动物中心(合格证号:0058908)。
所有大鼠自由摄食和饮水,保持室温18℃~22℃,相对湿度40%~60%,自然光照。
药物补肾通络方由杜仲10g,龟板30g,当归15g,熟地10g,鸡血藤10g等12味中药组成(药材由广州中医药大学附属骨伤科医院药房提供,经药剂科鉴定均为纯正药材)。
将中药制成粗粉,煎煮2次,合并2次药液过滤,用旋转蒸发仪将药液浓缩至含生药量。
药液常温冷却后,置4℃冰箱内保存备用。
主要试剂及仪器培养基及胎牛血清(FBS,美国Gibcol公司),聚偏氟乙烯(PVDF)膜公司),超敏发光液(北京利莱公司),Trizol总RNA提取试剂(美国Invitrogen公司),塑料薄膜封口机(温州兴业公司),CO2培养箱(德国Heraeus公司),倒置相差显微镜(日本Olympus公司),超净台(苏州净化设备有限公司),冷冻离心机(珠海黑马医学仪器有限公司),DYY2C型电泳仪、迷你型垂直电泳槽、半干转移槽(北京六一仪器厂),精密天平(瑞典Ohaus公司),GeneAmp2400PCR扩增仪(美国Invitrogen公司),双能X 线吸收测量仪(美国Lunar公司)。
模型复制3]、分组及给药所有大鼠随机分为假手术组、模型组及补肾通络方组(中药组),每组10只。
各组大鼠按腹腔注射100mg/L水合氯醛溶液,10min后麻醉成功,将大鼠俯卧位固定,无菌操作,背侧切口,模型组和中药组在无菌条件下手术切除双侧卵巢后缝合,假手术组不摘除双侧卵巢,仅切除卵巢周围少量脂肪组织。
手术结束后,每只动物皮下注射青霉素抗感染3d,所有动物在20℃~25℃、湿度55%~70%,通风良好的SPF级动物房饲养。
造模4周后,假手术组、模型组给予自来水灌胃,中药组灌胃给予补肾通络方中药,剂量为12-1·d-1。
大鼠骨密度(BMD)测定分别于第6、12周,各组大鼠按腹腔注射100mg/L 水合氯醛溶液腹腔麻醉后,四肢展开平置于双能X线吸收测量仪平台上,通过计算机系统中小动物软件测定全身BMD。
破骨细胞的培养4]将大鼠断颈处死后,在无菌条件下分离腰椎(L1~5),体积分数75%的酒精浸泡1min,在4℃平衡盐溶液中清除骨表面的软组织、骨膜后,用4℃冲洗液冲洗2次,在培养皿中剪碎骨组织,加冲洗液一起转移入Ⅰ号离心管,在漩涡振荡器上振荡5s,静置7s,将上层细胞悬液经细胞筛网过滤到Ⅱ号离心管中,去掉骨碎片,然后再加入培养液入Ⅰ号离心管振荡,将上层细胞悬液经细胞筛网过滤到Ⅱ号离心管中,重复上述步骤3~4次,收集细胞悬液。
将所收集的细胞悬液在离心机上离心10min,4℃、2000r/min,弃上清,沉淀中加入破骨细胞诱导液,用吸管轻轻吹打混匀。
以血细胞计数器计数,使悬液含细胞数为个/mL,分别加入预置小牛骨片(厚约60μm)的24孔板、预置盖玻片的6孔培养板内,置37℃,含体积分数5%C02的空气,饱和湿度的孵箱中培养,24h后换破骨细胞诱导液1次。
破骨细胞的鉴定5](1)形态学观察:倒置相差显微镜观察培养破骨细胞的形态,苏木素—伊红(HE)染色,光镜观察;甲苯胺兰染色,光镜观察。
(2)抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色:将破骨细胞爬片用磷酸盐缓冲液(PBS)冲洗3次,再置入体积分数戊二醛固定液中,4℃、固定15min,PBS冲洗3次,放入TRAP染色液中,37℃温育1h。
取出破骨细胞爬片,双蒸水冲洗3次,晾干,中性树胶封片,光镜观察。
检测CK蛋白表达水平适时抽提破骨细胞蛋白,取蛋白样品20μL,加2倍上样缓冲液20μL,100℃煮3min,离心5min,取上清15μL上样,进行十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳,浓缩胶浓度50g/L,分离胶浓度100g/L,于200V进行电泳45min。
完整将分离胶取下,于转移缓冲液中静置30min后,转移夹靠PVDF膜,排除气泡,以31mA 转移60min。
取出PVDF膜,在盐缓冲液(TTBS)中摇5min,用封闭液(含50g/Lnonfatdrymilk)室温封闭2h,加1∶500稀释的一抗(CK、,4℃过夜,次日用
,洗PVDF膜3次,然后加1∶1000二抗(辣根过氧化物酶标记羊抗兔IgG),室温反应1h。
用TBST洗3次,加10mL 的增强化学发光显色试剂(LumiGLOTM)室温下轻摇1min,排去液体,以保鲜膜包裹,用X线光片在增感屏中紧密接触,使X线光片感光1min,显影,定影,冲洗,晾干,拍照。
采用凝胶图像分析软件分析光密度值,以tin光密度比值来表示CK蛋白表达水平。
逆转录一聚合酶链反应法测定CK基因的表达收集培养稳定后的破骨细胞,总RNA提取按照Trizol试剂盒说明书进行,以此RNA为模板,进行逆转录反应合成cDNA,取上述cDNA5μL进行PCR扩增,引物由上海生工生物工程技术服务公司合成。
CK基因上游引物:,下游引物:
上游引物:
,下游引物:
,反应条件:94℃变性5min;94℃、30s,57℃、30s,
72℃、30s,共32个循环;72℃延伸5min,凝胶扫描成像系统记录电泳结果。
采用
凝胶图像分析软件分析光密度值,以CK/GAPDH光密度比值来表示CKmRNA表达水平。
统计学方法应用医用统计软件包进行数据统计学分析。