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冰片对大鼠血小板胞浆内游离钙离子浓度的影响
作者:杨蕾 ,修春,王宁生    
作者单位:广州中医药大学临床药理研究所,广东 广州 510405

《时珍国医国药》 2010年 第1期

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       【摘要】 
       目的研究冰片对血小板内游离钙离子浓度([Ca2+]i)的影响,以探讨其抗血小板聚集作用的可能机制。方法采用双波长Fura-2 荧光法测定血小板胞浆内游离钙离子浓度([Ca2+]i)。结果在有无细胞外钙存在时,冰片血清均能够明显抑制5-HT诱导的血小板胞内[Ca2+]i升高(P<0.05)。结论冰片可抑制血小板聚集,其作用机制可能与其抑制血小板胞浆[Ca2+]i升高有关。
       【关键词】  冰片; 血小板聚集; 钙; 5-羟色胺
        Effect of Bornel on Cytoplasmic Free Calcium Level in Rat PlateletsYANG Lei,XIU Chun,WANG NingshengInstitute of Clinical Pharmacology of Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangdong Guangzhou 510405,ChinaAbstract:ObjectiveTo investigate the effect of bornel on cytoplasmic free calcium level in rat platelets and its possible mechanism of anti-platelet aggregation.MethodsPlatelet[Ca2+]i was determined by double beam fluorescence spectrophotometric method.ResultsWith or without the presence of extracellular Ca2+, bornel inhibited the increased [Ca2+]i induced by 5-HT. Conclusion Bornel markedly inhibits the platelet aggregation, and its mechanism may be related to its depression on the rise of platelet [Ca2+]i.Key words: Ornel;  Platelet aggregation;  Free Calcium;  Serotonin
       
       冰片为龙脑香的树脂和挥发油的加工成品,味辛苦,性微寒,具有开窍醒神,清热止痛的功效。临床上,在许多心脑血管疾病的治疗方剂中均作为主要药物配伍使用,现有文献记载的治疗心血管疾病的复方中,有三十余首含有冰片,其中8首已被2005年版《中国药典》收录。我们前期研究显示,冰片能够抑制模型动物动脉血栓形成,对5-羟色胺诱导的血小板聚集具有抑制作用。因此,本研究采用双波长Fura-2 荧光法测定血小板胞浆游离钙离子浓度([Ca2+]i)的方法,考察冰片对大鼠血小板胞浆游离钙离子浓度的影响,探讨冰片抑制血小板聚集的作用机制,为冰片的合理应用提供实验依据。
       1  器材
       1.1  动物健康清洁级SD大鼠,雄性,体质量250~300 g,广东省医学实验动物中心提供,合格证号 2005A010。
       1.2  药材及试剂冰片,广州市药材公司中药饮片厂,批号:20040902,经GC-MS测定龙脑含量为56.20% ,为合成冰片;Fura-2/AM 由日本Dojindo公司提供,用二甲基亚砜(DMSO)溶解成1mmol/L,分装,-20℃避光保存;二甲基亚砜(DMSO)、羟乙基哌嗪乙磺酸(Hepes)均为Amersco公司产品;牛血清白蛋白(BSA),由华美生物工程公司提供;Amresco公司产品;5-羟色胺硫酸肌酐,sigma公司产品,用0.1 mol/L HCl溶液溶解后,用Tris-NaCl溶液调pH为7.4,分装,-70℃避光冻存;乙二醇双(2-氨基乙基)醚四乙酸(EGTA),MBCHEM公司产品,用新鲜配制的1 mol/L NaOH配制成0.5mol/L的溶液(pH8.5);TritonX-100,Amresco公司产品,用三蒸水配成20%的溶液;ACD溶液含柠檬酸钠89 mmol/L、柠檬酸16 mmol/L、葡萄糖243 mmol/L;无Ca2+的Hepes缓冲液含NaCl 140 mmol/L、KCl 3 mmol/L、MgSO4 1 mmol/L、Hepes 10 mmol/L、葡萄糖10 mmol/L,用1mol/L NaOH调pH7.40; 血小板负载液含NaCl 140 mmol/L、KCl 3 mmol/L、MgSO4 1 mmol/L、Hepes 10 mmol/L、葡萄糖10 mmol/L,0.4%BSA,用1mol/L NaOH调pH7.40,使用前预先通氧饱和;其它均为国产分析纯,所有试剂均用新鲜制备的三蒸水配制。
       1.3  仪器LS-55 荧光分光光度计,美国Perkin-Elmer公司产品。
       2  方法
       2.1  冰片含药血清的制备取雄性SD 大鼠20 只,随机分为冰片组和溶剂对照组,每组10 只。冰片组灌服冰片粟米油溶液(1.5 g·kg-1)15 ml·kg-1,给药1 次,药后30 min,腹主动脉取血,400 r/min离心15 min,分离血清,56 ℃水浴30 min 灭活,得冰片血清,置-70℃冰箱保存备用。溶剂对照组给等容量的粟米油,按上述方法制备空白血清。应用气相色谱法测得冰片血清中含冰片12.16 μg·mL-1。
       2.2  水洗大鼠血小板悬液制备大鼠以10%水合氯醛35mg/kg体质量腹腔注射麻醉,腹主动脉穿刺取血8 ml,用ACD溶液以1∶5(ACD∶血)的比例抗凝,在(20±2)℃下76×g离心15 min,吸取上层富含血小板血浆(PRP),再将PRP在(20±2)℃下以500×g离心5 min,弃上清,得血小板沉淀,用无Ca2+的Hepes缓冲液洗1次,450×g离心5 min,弃上清,用无Ca2+的Hepes缓冲液悬浮。台朌蓝排斥试验检查细胞活性,活细胞率>90%。
       2.3  Fura-2/AM负载取1 ml血小板悬液与1ml血小板负载液,5 μmol/L Fura-2/AM混匀,使得Fura-2/AM在血小板悬液中的终浓度为2.5 μmol/L,37℃水浴避光孵育40 min,立即离心,弃上清,沉淀以无Ca2+ Hepes缓冲液洗两次,再用无Ca2+ Hepes缓冲液重新悬浮,调整血小板浓度为300~400×109个plt/L待测。
       2.4  分组及给药负载后的血小板悬液分为3组,分别是空白血清组、冰片血清低浓度组、冰片血清高浓度组。各组均于测定前用相应的空白血清或冰片含药血清37℃孵育10 min后,进行荧光测定。
       2.5  荧光强度测定[1,2]取负载的血小板悬液37℃温孵5 min,在PE LS-55型荧光分光光度计上做荧光测定,固定发射波长为510 nm,扫激发波长,如激发波长波峰由380 nm移至340 nm,则表明Fura-2/AM已负载酯解进入细胞内。采用FFA模块的改变波长的时间扫描,激发波长分别固定在340 nm、380 nm,波宽5 nm,发射波长固定在510 nm,波宽5nm,记录Fura-2在激发波长340 nm、380 nm处测得的荧光强度比值(F340/F380),然后加入20μl 20%的TritonX-100,测定Rmax,再加入20 μl 0.5 mmol/L的EGTA,测定Rmin,根据比值法公式计算出血小板内[Ca2+]i浓度。
       
       [Ca2+]i=Kd×R-(Rmin)(Rmax-R)×SFB
       式中Kd为Fura-2/AM与Ca2+反应的解离常数,为224 nmol/L,R为各测定点F340对F380荧光强度的比值。Rmax为加入TritonX-100使得Fura-2和钙离子结合达饱和时所测得的F340/F380,Rmin为加入高于Ca2+浓度2~3倍的EGTA,使得Fura-2游离,测得的F340/F380。SFB为组成Rmin和Rmax的F380之间的比值。实际计算结合FLB软件中ICBC模块代入公式计算。
       2.6  统计方法各组数据以 表示,用SPSS软件包分别进行配对T检验,以P<0.05为有统计学意义。
       3  结果
       3.1  血小板Fura-2/AM的波峰移动特性固定发射波长为510 nm,在300~400 nm之间扫激发光谱,血小板负载后,激发光波峰在340 n   m(如图 1,a),去除负载的血小板上清液的激发光波峰在380 nm(如图1),Fura-2的钙结合态和非结合态荧光光谱移动,表明血小板已被Fura-2/AM负载。
       3.2  冰片对血小板非特异性Ca2+内流的影响由表1可见,血小板分别用不同浓度冰片血清孵育后,血小板胞内静息[Ca2+]i与相应浓度的空白血清比较无显著差异(P>0.05)。在细胞外液加入CaCl2溶液,使其终浓度为1 mmol/L,则各组细胞内游离[Ca2+]i均明显升高(P<0.01)。非特异性内流的[Ca2+]i为加入CaCl2后的胞内[Ca2+]i与静息[Ca2+]i之差,可见冰片组与空白血清组非特异性内流的[Ca2+]i之间无显著差略)
       3.3  冰片对5-HT诱导的Ca2+内流的作用在细胞外液含有1 mmol/L CaCl2的情况下,加入20 μmol/L的5-HT,血小板内[Ca2+]i缓慢升高,最后达到明显高于基础值的平台期。由表2可见,各组血小板胞内[Ca2+]i均明显高于静息血小板[Ca2+]i(P<0.01),说明5-HT能够明显诱导血小板内[Ca2+]i升高。升高的血小板内[Ca2+]i为5-HT引起的胞内质膜释放的钙和5-HT诱导的细胞外液内流的Ca2+,1.2 μg·ml-1冰片血清能够明显抑制5-HT的这一作用,降低5-HT诱导的血小板胞内[Ca2+]i升高(P<0.05)。表2  冰片对血小板Ca2+内流的作用(略)
       3.4  冰片对5-HT诱导的胞内Ca2+释放的影响在无钙的HEPES缓冲液中加入EDTA,使其在血小板外液中的终浓度为0.1 mmol/L,测得各组血小板胞内静息[Ca2+]i,各组间无显著差异。加入20 μmol/L的5-HT后,血小板胞内[Ca2+]i明显升高,并在高于基础值的位置形成平台期。由表3可见,各组血小板内游离钙离子浓度均明显高于静息值(P<0.01),说明5-HT能够明显诱导血小板胞内钙离子释放。加入5-HT测得的血小板内[Ca2+]i与静息[Ca2+]i之差就是由血小板胞内致密颗粒等释放的钙离子,1.2 μg·ml-1冰片血清能够降低血小板释放的[Ca2+]i,与相应浓度的空白血清比较有显著差异(P<0.05)。表3  冰片对血小板Ca2+内流的作用(略)
       4  讨论
        众所周知,Ca2+做为第二信使在血小板活化过程中起到关键性的作用,它是血小板代谢与功能的一个重要调节因子,血小板的变形、聚集、释放反应中都伴有血小板胞浆内游离Ca2+浓度([Ca2+]i)的升高[3]。5-HT能够浓度依赖地引起血小板胞浆内游离的Ca2+浓度升高[4],已有研究证实,5-HT诱导的血小板胞内[Ca2+]i升高是一个连续并且相对独立的过程[5]。首先,5-HT刺激血小板胞内储存的Ca2+释放,因此在无细胞外钙存在下5-HT能够引起血小板胞内游离Ca2+浓度的迅速升高,这一作用可以被1 mmll/L EGTA完全阻断。然后,5-HT可以通过激活血小板上的5-HT2受体启动G蛋白耦连信号转导途径,引起血小板胞外Ca2+内流,但是需要很长的滞后时间,这一过程可以补充5-HT诱导的血小板胞内Ca2+储存耗竭。我们的实验也证实了,在细胞外液有无钙离子存在的情况下,5-HT均能引起血小板胞内游离[Ca2+]i升高。
       
       我们的研究结果显示,在1mmol/L细胞外钙存在下,高浓度的冰片血清能够抑制5-HT引起的血小板胞内[Ca2+]i升高,说明冰片能够抑制5-HT引起的外钙内流。同时,在无细胞外钙存在下,高浓度的冰片血清也能抑制5-HT引起的血小板胞内[Ca2+]i升高,说明冰片能够抑制5-HT引起的细胞内钙释放。由此可见,冰片抑制5-HT诱导的血小板内钙释放、外钙内流可能其抑制血小板聚集的作用机制之一。5-HT激活血小板上的5-HT受体,与Gαq蛋白偶联,活化PLC-β,使磷酸肌醇水解生成三磷酸肌醇(IP3)和二酯酰甘油(DAG),从而既可引起血小板胞外Ca2+内流也可诱导血小板胞内贮存的Ca2+释放至胞浆内[6]。冰片对5-HT诱导血小板胞内Ca2+浓度升高的抑制作用,是否与其影响5-HT受体信号转导通路有关,还需进一步证明。
       【参考文献】
         1]丁敏,钟梁. 用Fura-2/AM测定血小板胞浆游离钙浓度[J]. 大学化学,2004,19(4):48.
       
       [2]尹松梅,陈晓琳,聂大年,等. 氯通道阻断剂对血小板胞浆游离钙和血小板聚集的影响[J]. 中华血液学杂志,2005,26(3):170.
       
       [3]Sanders D, Pelloux J, Brownlee C, et al. Calcium at the crossroads of signaling[J]. Plant Cell, 2002,14 Suppl:S401.
       
       [4]Wockel, L., Koch, S., Stadler, C., et al., Serotonin-induced platelet intracellular Ca2+ response in patients with anorexia nervosa[J]. Pharmacopsychiatry, 2008,41(1): 10.
       
       [5]Turetta, L., Donella-Deana, A., Folda, A., et al. Characterisation of the serotonin efflux induced by cytosolic Ca2+ and Na+ concentration increase in human platelets. Cell Physiol Biochem, 2004,14(4~6):377.
       
       [6]Turetta, L.,Banzzan, E., Bertagno, K., et al., Role of Ca2+ and protein kinase C in the serotonin (5-HT) transport in human platelets. Cell Calcium, 2002,31(5): 235.

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