張長(zhǎng)城, 姜美杰, 趙海霞, 王洪武, 賈亮亮, 何毓敏, 袁 丁
(三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院,湖北宜昌 443002)
竹節(jié)參總皂苷對(duì)環(huán)磷酰胺致免疫低下小鼠免疫功能的影響
張長(zhǎng)城, 姜美杰, 趙海霞, 王洪武, 賈亮亮, 何毓敏, 袁 丁*
(三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院,湖北宜昌 443002)
目的 研究竹節(jié)參總皂苷(Total Saponins of Panax japonicus Rhizoma,TSPJ)對(duì)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫低下小鼠免疫功能的影響。方法 腹腔注射環(huán)磷酰胺(Cy)復(fù)制免疫功能低下的動(dòng)物模型;摘取脾臟稱質(zhì)量并計(jì)算脾臟指數(shù),MTT法檢測(cè)T淋巴細(xì)胞增殖活性,微量分光光度法檢測(cè)血清溶血素抗體HC50形成水平,流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)外周血T淋巴細(xì)胞亞群(CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞)比例、B細(xì)胞及NK細(xì)胞比例,ELISA法檢測(cè)血清IFN-γ量。結(jié)果 TSPJ可增加免疫低下小鼠脾臟質(zhì)量與脾臟指數(shù),促進(jìn)脾臟T淋巴細(xì)胞增殖,提高免疫低下小鼠血清溶血素水平,上調(diào)外周血CD4+/CD8+比例、B淋巴細(xì)胞及NK細(xì)胞比例,提高血清中IFN-γ的水平。結(jié)論 TSPJ通過(guò)刺激小鼠的特異性及非特異性免疫應(yīng)答,對(duì)環(huán)磷酰胺致免疫低下小鼠的免疫功能有良好的增強(qiáng)作用。
總皂苷;竹節(jié)參;體液免疫;細(xì)胞免疫;環(huán)磷酰胺
當(dāng)前,隨著社會(huì)發(fā)展節(jié)奏加快,免疫低下已成為導(dǎo)致亞健康狀態(tài)、腫瘤、感染性疾病的重要原因之一。世界衛(wèi)生組織(WHO)近年的一項(xiàng)全球性調(diào)查表明,處于亞健康狀態(tài)的人口大約占總?cè)丝诘?5%~50%左右[1],因此尋找具有良好免疫調(diào)節(jié)作用的藥物已成為目前藥物研究的重點(diǎn)之一。
竹節(jié)參為五加科植物竹節(jié)參Panax japonicusC.A.Meyer的干燥根莖,1977年以后各版《中國(guó)藥典》均予收載,具有滋補(bǔ)強(qiáng)壯、散瘀止痛、止血祛痰等功效。近期研究亦顯示,竹節(jié)參主要含皂苷、多糖等化學(xué)成分[2],其提取物具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的藥理作用,但其免疫調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)基礎(chǔ)與作用機(jī)制仍不明確[3]。本研究采用環(huán)磷酰胺 (Cyclophosphamide,Cy)腹腔注射制備小鼠免疫低下模型,探討竹節(jié)參總皂苷的免疫調(diào)節(jié)作用,為竹節(jié)參的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 藥物與試劑 竹節(jié)參購(gòu)自湖北省恩施土家族自治州,經(jīng)我校中藥教研室譚復(fù)成教授鑒定為五加科植物竹節(jié)參Panax japonicusC.A.Meyer的干燥根莖。竹節(jié)參總皂苷由本實(shí)驗(yàn)室制備:取干燥竹節(jié)參根莖,粉碎后經(jīng)甲醇冷浸、回流提取,用含水的石油醚萃取多次除去脂質(zhì);然后用水飽和正丁醇萃取多次,回流蒸干正丁醇得竹節(jié)參總皂苷,經(jīng)香草醛-高氯酸方法檢測(cè)皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.1%。香菇多糖片(批號(hào)10090101),開封制藥(集團(tuán))有限公司,注射用環(huán)磷酰胺(批號(hào)07112821),江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司,RPM-1640,GIBCO公司;新生牛血清,杭州四季青生物工程材料研究所;雞紅細(xì)胞,按常規(guī)方法制備雞紅細(xì)胞懸液;IFN-γ酶免試劑盒,美國(guó)Rndsystems公司;Anti CD3/FITC,Anti CD4/PE,Anti CD8/PE,Anti CD49b/PE,AntiCD19/PE,美國(guó) e-Bioscience公司產(chǎn)品。其余試劑均為分析純。
1.2 動(dòng)物 昆明種小鼠,SPF級(jí),體質(zhì)量18~22 g,雌雄各半,由湖北省動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心提供,合格證號(hào):SCXK(鄂2008-0005)。豚鼠:健康豚鼠。雞:健康家雞。
1.3 儀器 超凈工作臺(tái),上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;TYPE1500-458型酶標(biāo)儀,美國(guó);721分光光度計(jì),上海第三分析儀器廠;CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱,美國(guó)Shell/LAB公司;CKX41型倒置顯微鏡,日本OLYMPUS公司;Suprafuge 22型離心機(jī),德國(guó)Heraeus公司;COULTZER EPICS XL2MCL型流式細(xì)胞儀,美國(guó)Beckman-Coulter公司。
2.1 Cy誘導(dǎo)免疫低下小鼠模型的制備與分組 取昆明種小鼠(18~22 g),48只,隨機(jī)分為空白對(duì)照組,模型組,陽(yáng)性對(duì)照組(香菇多糖100 mg/kg);竹節(jié)參皂苷(100 mg/kg、200 mg/kg、400 mg/kg)組,分別灌胃給藥,連續(xù)7 d,對(duì)照組及模型組給予相應(yīng)體積的蒸餾水。第3天除對(duì)照組外腹腔注射Cy 50 mg/kg,對(duì)照組給予等容量生理鹽水腹腔注射,每天1次,連續(xù)注射3 d,制備免疫功能低下的動(dòng)物模型。
2.2 小鼠脾臟指數(shù)的測(cè)定 給藥完成后,記錄小鼠體質(zhì)量,頸椎脫臼處死,取脾并稱濕質(zhì)量,以小鼠脾質(zhì)量/體質(zhì)量(mg/g)作為脾臟指數(shù)。
2.3 脾淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)[4]無(wú)菌取脾,常規(guī)制備脾細(xì)胞懸液(1×1010/L),在96孔培養(yǎng)板上,每孔加入100 μL脾細(xì)胞懸液(終濃度5×109/L),100 μL亞適濃度ConA(5 mg/L),終容積為200 μL,各設(shè)3個(gè)復(fù)孔,置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h,培養(yǎng)終止前4 h,再加入5 g/L的MTT溶液20 μL,繼續(xù)培養(yǎng)4 h。取出96孔培養(yǎng)板,2 000 r/min,離心10 min,吸棄上清,每孔加入DMSO 100 μL,充分振蕩溶解甲臜顆粒,于30 min內(nèi)用酶標(biāo)儀在570 nm測(cè)量吸光度值。計(jì)算刺激指數(shù)(SI)。
SI=Con A刺激孔A均值/對(duì)照孔A均值
2.4 血清溶血素的測(cè)定[3]取昆明種小鼠(18~22 g),48只,分組同上。灌胃給藥,連續(xù)7 d。第3天每鼠腹腔注射20%的雞紅細(xì)胞0.2 mL致敏。同時(shí)除對(duì)照組外每只小鼠腹腔注射Cy50 mg/kg(對(duì)照組給予等容量生理鹽水)。致敏后5 d,摘除眼球取血,按常規(guī)方法取得血清,血清稀釋100倍,雞紅細(xì)胞稀釋20倍,按微量分光光度法操作[2],用酶標(biāo)儀在450 nm測(cè)定吸光度值。按下列公式計(jì)算每只小鼠樣品的半數(shù)溶血值(HC50)。
2.5 T淋巴細(xì)胞亞群,B淋巴細(xì)胞以及NK細(xì)胞比例的測(cè)定 于小鼠末次灌胃給藥24 h后,眼球取血,每個(gè)樣品加入50 U/mL的肝素抗凝,分別加入FITC標(biāo)記的CD3和PE標(biāo)記的CD4抗體各1 μg(檢測(cè)CD4亞群T細(xì)胞),或者加入FITC標(biāo)記的CD3和PE標(biāo)記的CD8抗體各1 μg(檢測(cè)CD8亞群T細(xì)胞),或者加入PE 標(biāo)記的CD49b抗體0.5 μg(檢測(cè)NK細(xì)胞),或者加入PE標(biāo)記的CD19抗體 0.5 μg(檢測(cè)B細(xì)胞),混勻,4℃孵育30 min,然后把試管放入Q-PreP標(biāo)本制備儀上進(jìn)行自動(dòng)溶血,加入固定液;1 500 r/min離心5 min,棄上清,清洗2次,加入600 μL PBS振蕩混勻,避光保存于4℃冰箱待上機(jī)檢測(cè)。流式細(xì)胞儀檢測(cè)CD4+、CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞以及NK細(xì)胞比例。
2.6 血清中IFN-γ細(xì)胞因子水平的測(cè)定 小鼠末次給藥后,摘小鼠眼球取血,分離血清,采用ELIAS法檢測(cè),按試劑盒操作說(shuō)明進(jìn)行。
3.1 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠脾臟指數(shù)的影響 模型組小鼠脾臟指數(shù)比空白對(duì)照組降低,TSPJ(200、400 mg/kg)劑量組可以顯著提高模型小鼠脾指數(shù),見表1。
表1 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠脾臟指數(shù)的影響(±s,n=8)Tab.1 Effect of TSPJ on splenic index in immunnodepressed mice(±s,n=8)
表1 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠脾臟指數(shù)的影響(±s,n=8)Tab.1 Effect of TSPJ on splenic index in immunnodepressed mice(±s,n=8)
與對(duì)照組比較,△P <0.05,△△P <0.01;與模型組比較,*P <0.05,**P <0.01。△P <0.05,△△P < 0.01 vs control group;*P < 0.05,**P <0.01 vs model group.
組別 劑量/(mg/kg) 脾臟指數(shù)/(mg/g)3.36 ±0.33模型組 - 2.03 ±0.23△△香菇多糖組 100 3.00 ±0.16**TSPJ低劑量 100 2.17 ±0.37 TSPJ中劑量 200 2.50 ±0.47*TSPJ高劑量 400 2.56 ±0.22空白對(duì)照組-*
3.2 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠T淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)的影響 與空白對(duì)照組比較,模型組小鼠T淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)受到明顯抑制;TSPJ各劑量組對(duì)Cy致免疫低下小鼠T淋巴細(xì)胞增殖均有顯著性提高,見表2。
表2 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠T淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)的影響(±s,n=8)Tab.2 Effect of TSPJ on proliferation of T lymphocytes in immunnodepressed mice(±s,n=8)
表2 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠T淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)的影響(±s,n=8)Tab.2 Effect of TSPJ on proliferation of T lymphocytes in immunnodepressed mice(±s,n=8)
與對(duì)照組比較,△P <0.05,△△P <0.01;與模型組比較,*P <0.05,**P <0.01 。△P <0.05,△△P < 0.01 vs control group;*P < 0.05,**P <0.01 vs model group.
組別 劑量/(mg/kg)1.48 ±0.45模型組 - 1.03 ±0.24△香菇多糖組 100 1.74 ±0.25*TSPJ低劑量 100 1.61 ±0.11*TSPJ中劑量 200 2.58 ±0.10**TSPJ高劑量 400 3.01 ±0.18空白對(duì)照組-**SI
3.3 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠血清溶血素的影響 與空白對(duì)照組比較,模型組小鼠HC50明顯降低;TSPJ中、高劑量組對(duì)Cy致免疫低下小鼠HC50有顯著性提高,提示TSPJ對(duì)小鼠特異性體液免疫反應(yīng)有促進(jìn)作用,見表3。
表3 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠血清溶血素的影響(±s,n=8)Tab.3 Effect of TSPJ on serum hemolysin in immunnodepressed mice(±s,n=8)
表3 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠血清溶血素的影響(±s,n=8)Tab.3 Effect of TSPJ on serum hemolysin in immunnodepressed mice(±s,n=8)
與對(duì)照組比較,△P <0.05,△△P <0.01;與模型組比較,*P <0.05,**P <0.01?!鱌 <0.05,△△P < 0.01 vs control group;*P < 0.05,**P <0.01 vs model group.
組別 劑量/(mg/kg) HC50 104.54 ±4.527模型組 - 33.32 ±1.892△△香菇多糖組 100 84.36 ±1.492**TSPJ低劑量 100 35.00 ±2.647 TSPJ中劑量 200 47.15 ±4.117*TSPJ高劑量 400 53.08 ±3.288空白對(duì)照組-**
3.4 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠外周血T淋巴細(xì)胞亞群的影響 模型組小鼠T淋巴細(xì)胞亞群比例失調(diào),CD4+/CD8+比值下降,顯著低于正常對(duì)照組;TSPJ各劑量組均可明顯提高CD4+/CD8+比值,結(jié)果見表4。
3.5 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠B淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞的影響 與對(duì)照組比較,模型組小鼠外周血B淋巴細(xì)胞比例明顯降低;TSPJ各劑量組對(duì)Cy致免疫低下小鼠NK細(xì)胞、B細(xì)胞比例均有顯著性提高。結(jié)果見表5。
3.6 TSPJ對(duì)免疫低下小鼠IFN-γ水平的影響 與對(duì)照組比較,模型組小鼠血清IFN-γ量明顯降低;TSPJ各劑量組均具有顯著性提高。結(jié)果見表6。
表4 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠外周血T淋巴細(xì)胞亞群的影響Tab.4 Effect of TSPJ on T lymphocyte subsets in immunodepressed mice(±s,n=8)
表4 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠外周血T淋巴細(xì)胞亞群的影響Tab.4 Effect of TSPJ on T lymphocyte subsets in immunodepressed mice(±s,n=8)
與對(duì)照組比較,△P <0.05,△△P <0.01;與模型組比較,*P <0.05,**P <0.01?!鱌 <0.05,△△P <0.01 vs control group;*P <0.05,**P <0.01 vs model group.
組別 劑量/(mg/kg) CD3+/% CD4+/% CD8+/% CD4+/CD8+空白對(duì)照組 - 78.42 ±2.90 57.81 ±1.84 19.63 ±2.00 2.96 ±0.17模型組 - 72.44 ±12.25 51.38 ±13.06 22.04 ±6.19 2.34 ±0.06△△香菇多糖組 100 67.88 ±10.14 56.12 ±3.54 12.63 ±5.59 4.91 ±1.79**TSPJ低劑量 100 86.02 ±2.92 65.44 ±1.98 21.65 ±1.73 3.03 ±0.12*TSPJ中劑量 200 88.54 ±2.93 71.86 ±0.56 17.38 ±0.89 4.14 ±0.15**TSPJ高劑量 400 72.72 ±5.897 58.82 ±4.45 13.08 ±4.16 4.69 ±1.01**
表5 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠NK細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞的影響Tab.5 Effect of TSPJ on NK cells and B cells in immunodepressed mice(±s,n=8)
表5 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠NK細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞的影響Tab.5 Effect of TSPJ on NK cells and B cells in immunodepressed mice(±s,n=8)
與對(duì)照組比較,△P <0.05,△△P <0.01;與模型組比較,*P <0.05,**P <0.01?!鱌 <0.05,△△P <0.01 vs control group;*P <0.05,**P <0.01 vs model group.
組別 劑量/(mg/kg) NK cell/% B cell/%- 12.61 ±2.17 7.60 ±1.91模型組 - 2.31 ±1.07△△ 1.81 ±1.29△香菇多糖組 100 17.64 ±3.67** 12.75 ±9.37**TSPJ低劑量 100 9.30±1.67** 4.95±2.71*TSPJ中劑量 200 10.81±1.19** 7.64±0.15**TSPJ高劑量 400 13.30±1.67** 9.12±1.89空白對(duì)照組**
表6 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠外周血中IFN-γ水平的影響 (±s,n=8)Tab.6 Effect of TSPJ on IFN-γ in immunodepressed mice(±s,n=8)
表6 竹節(jié)參總皂苷對(duì)免疫低下小鼠外周血中IFN-γ水平的影響 (±s,n=8)Tab.6 Effect of TSPJ on IFN-γ in immunodepressed mice(±s,n=8)
與對(duì)照組比較,△P <0.05,△△P <0.01;與模型組比較,*P <0.05,**P <0.01?!鱌 <0.05,△△P < 0.01 vs control group;*P < 0.05,**P <0.01 vs model group.
組別 劑量/(mg/kg) IFN-γ/(pg/mL)17.19 ±0.56模型組 - 14.02 ±0.63△△香菇多糖組 100 16.68 ±0.34**TSPJ低劑量 100 15.67 ±0.83*TSPJ中劑量 200 16.25 ±0.44**TSPJ高劑量 400 16.29 ±0.34空白對(duì)照組-**
環(huán)磷酰胺是治療惡性腫瘤最常用的烷化劑代表藥物,亦是一種強(qiáng)免疫抑制劑[6]。其主要免疫抑制機(jī)制為:可殺傷淋巴細(xì)胞,尤其是早期對(duì)B細(xì)胞、NK細(xì)胞作用明顯;抑制T淋巴細(xì)胞對(duì)抗原刺激后的淋巴母細(xì)胞轉(zhuǎn)化;抑制B細(xì)胞的特異性抗體反應(yīng)[7]。本實(shí)驗(yàn)采用Cy成功誘導(dǎo)免疫低下小鼠模型,結(jié)果顯示其脾臟指數(shù)降低、特異性抗體生成減少、淋巴細(xì)胞增殖能力下降和外周血淋巴細(xì)胞比例紊亂。
脾臟是機(jī)體最大的免疫器官,擁有全身循環(huán)T淋巴細(xì)胞的25%,直接參與細(xì)胞免疫[8]。T淋巴細(xì)胞作為免疫效應(yīng)細(xì)胞和免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞,根據(jù)功能可分為輔助性T細(xì)胞(TH)、抑制性T細(xì)胞(TS)和細(xì)胞毒性 T細(xì)胞(CTL),其中 TH(CD4+)細(xì)胞與 TS(CD8+)細(xì)胞的相互協(xié)調(diào)是維持免疫平衡重要環(huán)節(jié),在機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫誘導(dǎo)中均有重要作用[9]。本研究結(jié)果顯示,TSPJ能明顯提高脾臟指數(shù),能明顯促進(jìn)脾臟T淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng),同時(shí)上調(diào)外周血CD4+/CD8+細(xì)胞比值,提示TSPJ能夠增強(qiáng)免疫低下小鼠的細(xì)胞免疫功能。
環(huán)磷酰胺對(duì)外周血B細(xì)胞有強(qiáng)烈的抑制作用[10],本實(shí)驗(yàn)顯示TSPJ能夠拮抗環(huán)磷酰胺對(duì)B細(xì)胞的強(qiáng)抑制性,使外周血B細(xì)胞比例得到一定程度恢復(fù);另一方面,TSPJ能顯著增加免疫抑制小鼠的血清溶血素量,提示免疫低下小鼠的體液免疫功能得到較好的保護(hù)。NK細(xì)胞被認(rèn)為是機(jī)體天然免疫的第一道防線,發(fā)揮連接非特異性免疫和特異性免疫的橋梁作用[11]。本研究發(fā)現(xiàn),環(huán)磷酰胺對(duì)外周血NK細(xì)胞亦有強(qiáng)烈的抑制作用,免疫低下小鼠的外周血NK細(xì)胞幾乎消失,TSPJ可以使之恢復(fù)到正常水平說(shuō)明TSPJ對(duì)小鼠天然免疫系統(tǒng)具有較好恢復(fù)作用。IFN-γ是機(jī)體最重要的免疫調(diào)節(jié)因子之一,其誘導(dǎo)免疫細(xì)胞表達(dá)多種細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)細(xì)胞因子平衡,進(jìn)一步擴(kuò)大免疫應(yīng)答[12]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示TSPJ可提高外周血IFN-γ水平,提示TSPJ可通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞因子IFN-γ的分泌來(lái)增強(qiáng)小鼠的整體免疫功能。
本研究結(jié)果提示,TSPJ對(duì)免疫抑制小鼠細(xì)胞免疫功能和體液免疫功能有保護(hù)作用,并可增強(qiáng)體內(nèi)IFN-γ水平,提示TSPJ可能是竹節(jié)參提高機(jī)體免疫功能的主要物質(zhì),而增強(qiáng)IFN-γ水平可能為其作用機(jī)制之一,但由于中藥成分復(fù)雜,體內(nèi)作用靶點(diǎn)多,因而其調(diào)節(jié)免疫功能的物質(zhì)基礎(chǔ)和分子機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。
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Effects of total saponins of Panax japonicus Rhizoma on cyclophosphamide-induced immunosuppressed mice
ZHANG Chang-cheng, JIANG Mei-jie, ZHAO Hai-xia, WANG Hong-wu, JIA Liang-liang, HE Yu-min,
YUAN Ding
(Medical College of China Three Gorges University,Yichang 443002,China)
AIMTo investigate the immunomodulatory effects of total saponins ofPanax japonicus Rhizoma(TSPJ)on cyclophosphamide(Cy)-induced immunosuppressed mice.METHODSIn this study,immunosuppressed murine models were established in Kunming mice induced by Cy,the splenic indexes were evaluated,the percentage of CD4+,CD8+T cells,B cells,NK cells and ratios of CD4+/CD8+in peripheral blood were analysed by flow cytometry(FCM).IFN-γ serum levels were detected by ELISA.Activity of splenic lymphocyte proliferation was assayed by MTT and levels of serum hemolysin were confirmed by spectrophotometry.RESULTS
TSPJ evidently increased splenic index,improved the percentage of peripheral B cells,NK cells and ratios of CD4+/CD8+,raised serum levels of IFN-γ,and promoted the proliferation of splenic lymphocytes and the produc-tion of serum hemolysin.CONCLUSIONTSPJ shows significant immunomodulatory property on immunosuppressive mice through specific and nonspecific immunity.
total saponins;Panax japonicus Rhizoma;humoral immunity;cellular immunity;cyclophosphamide
R285.5
A
1001-1528(2011)07-1134-05
2010-11-12
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30873383)
張長(zhǎng)城 (1973—),醫(yī)學(xué)博士,副教授,主要從事中藥藥理學(xué)研究。Tel:(0717)6396558,E-mail:greatwall@ctgu.edu.cn
*通信作者:袁 丁(1964—),醫(yī)學(xué)博士,教授。Tel:(0717)6397366,E-mail:yxyyd@ctgu.edu.cn