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中藥抗組織損傷與白細(xì)胞黏附
【關(guān)鍵詞】 中草藥
[關(guān)鍵詞] 中草藥; 組織損傷; 白細(xì)胞黏附
Leukocyte adhesion and prevention of tissue injury with traditional Chinese medicine
KEY WORDS drugs, Chinese herbal; tissue injuries; leukocyte adhesion
白細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移至血管壁間隙是組織損傷和炎癥反應(yīng)的必要步驟,白細(xì)胞與血管內(nèi)皮的黏附是此過(guò)程早期重要的一步。白細(xì)胞與血管內(nèi)皮黏附分子的相互作用是組織損傷和炎癥反應(yīng)過(guò)程的重要分子基礎(chǔ)[1]。炎癥的重要特征就是白細(xì)胞黏附。炎癥時(shí)血管內(nèi)皮細(xì)胞被激活而出現(xiàn)選擇素分子,與白細(xì)胞膜上的配體反應(yīng),使白細(xì)胞在血管內(nèi)皮上滾動(dòng)。炎癥性物質(zhì)激活白細(xì)胞后,其表面的黏附分子受體即為激活型,血管內(nèi)皮上的相應(yīng)配體與白細(xì)胞對(duì)合,導(dǎo)致白細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞之間的強(qiáng)烈黏附,引起白細(xì)胞移動(dòng)、趨化。白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的黏附是有選擇的。如急性炎癥反應(yīng)主要是中性粒細(xì)胞與血管壁的黏附,而慢性炎癥反應(yīng)則以單核細(xì)胞黏附為主。這是由于白細(xì)胞表達(dá)黏附分子的差異及細(xì)胞因子的不同調(diào)節(jié)所造成的[2]。另外,白細(xì)胞黏附功能異常將導(dǎo)致免疫功能下降,同樣會(huì)引起炎癥反應(yīng)和組織損傷。中藥可通過(guò)調(diào)節(jié)白細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子的水平來(lái)改善白細(xì)胞黏附功能,發(fā)揮抗炎作用,從而減少組織損傷。目前的研究主要集中在細(xì)胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule1, ICAM1)及其配體的表達(dá)上。大致分以下四個(gè)方面。
1 調(diào)節(jié)ICAM1表達(dá),抑制白細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞黏附
ICAMl屬于免疫球蛋白超家庭的成員,廣泛地表達(dá)在各種血源性和非血源性細(xì)胞的表面,如白細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、某些腫瘤細(xì)胞、上皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等,可以接受各種因素的影響而呈誘發(fā)性表達(dá)。這些誘發(fā)性因素包括致炎性細(xì)胞因子以及高血壓、缺氧和缺血再灌注等。ICAMl能通過(guò)與其配體β2整合素淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原1(lymphocyte functionassociated antigen1, LFA1)和白細(xì)胞受體alpha M beta 2 (Mac1)/(CD11b/CDl8)的結(jié)合而促進(jìn)T細(xì)胞活化及白細(xì)胞從血管內(nèi)向炎癥部位浸潤(rùn),有助于炎癥和免疫反應(yīng)。
缺血再灌注損傷是組織損傷的機(jī)制之一,黏附分子的作用是缺血再灌注的病理分子基礎(chǔ),中藥調(diào)節(jié)黏附分子的表達(dá)可能是治療缺血再灌注損傷的機(jī)制之一。正常情況下,腦內(nèi)ICAM1表達(dá)水平很低;腦缺血再灌注時(shí),腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞上ICAMl等黏附分子表達(dá)上調(diào),介導(dǎo)白細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞黏附,促進(jìn)循環(huán)白細(xì)胞遷移進(jìn)入腦實(shí)質(zhì),導(dǎo)致炎癥性腦損傷,多種抗黏附策略對(duì)腦缺血再灌注損傷均有保護(hù)作用[3],應(yīng)用ICAM1單抗亦能明顯減輕缺血再灌注鼠腦組織損傷[4],表明ICAM1在腦缺血后白細(xì)胞介導(dǎo)的腦缺血早期炎癥損傷機(jī)制中發(fā)揮重要作用。用燈盞花素50 mg/kg和75 mg/kg治療,能減輕腦水腫,降低髓過(guò)氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)活性和抑制ICAM1表達(dá),從而減輕大鼠局灶性腦缺血再灌注后腦水腫和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)[5]。海風(fēng)藤新木脂素類成分也可以通過(guò)下調(diào)ICAM1及其mRNA的表達(dá)來(lái)減輕腦缺血后的炎癥性病理?yè)p害[6]。粉防己堿可抑制ICAM1 mRNA的轉(zhuǎn)錄和核因子κB(nuclear factorκB, NFκB)的激活,抑制腦缺血/再灌注后中性粒細(xì)胞的募集[7]。總之,中藥可通過(guò)下調(diào)ICAM1及(或)其mRNA的表達(dá)來(lái)發(fā)揮腦保護(hù)作用。ICAMl也是腎臟缺血/再灌注損傷所致急性腎衰竭的一個(gè)關(guān)鍵介質(zhì),可能的作用是強(qiáng)化中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞間的相互作用。腎臟缺血/再灌注損傷后ICAMl表達(dá)明顯升高,主要在腎小球的內(nèi)皮細(xì)胞,正常腎臟表達(dá)水平較低。活血化瘀注射液Ⅰ號(hào)和丹參均可抑制腎臟缺血再灌注損傷后腎組織ICAMl的表達(dá),使腎臟ICAMl表達(dá)水平降低[8]。ICAMl、誘生型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α, TNFα)均受NFκB調(diào)控[9]。參附注射液可通過(guò)抑制NFκB的活化,減少I(mǎi)CAM1、iNOS和TNFα表達(dá)而起到減輕再灌注期間腸黏膜損傷的作用[10]。
中藥還可通過(guò)調(diào)節(jié)ICAMl的表達(dá),實(shí)現(xiàn)神經(jīng)保護(hù)。Del等[11]證實(shí),大鼠腦出血后,腦內(nèi)嗜中性白細(xì)胞反應(yīng)造成血腫周?chē)窠?jīng)細(xì)胞損傷。Gong等[12]發(fā)現(xiàn)腦出血大鼠血腫內(nèi)及血腫周?chē)霈F(xiàn)炎癥反應(yīng),其特征為中性白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),小膠質(zhì)細(xì)胞活化及ICAM1表達(dá)上調(diào)。經(jīng)中藥腦溢安(羚羊角、鉤藤、三七、天竺黃、丹皮、地龍、牛膝、生地黃、大黃等)治療12 h后,大鼠出血側(cè)腦內(nèi)ICAMl mRNA及蛋白表達(dá)明顯下調(diào),相應(yīng)區(qū)域的中性白細(xì)胞浸潤(rùn)及神經(jīng)細(xì)胞損傷也顯著減輕[13]。
2 降低可溶性ICAM1表達(dá),改善白細(xì)胞黏附功能
細(xì)胞黏附分子(cellular adhesion mo1ecule, CAM)是位于多種細(xì)胞表面的一類大分子糖蛋白,它通過(guò)介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏附作用參與一系列生理、病理過(guò)程,發(fā)揮重要作用。在一些因素作用下,細(xì)胞黏附分子可以從細(xì)胞表面脫落進(jìn)入血液循環(huán),形成可溶性細(xì)胞黏附分子(so1uble cellular adhesion mo1ecule, sCAM)。Kishimoto等[14]在研究中發(fā)現(xiàn),中性粒細(xì)胞培養(yǎng)上清液中可溶性ICAM(so1uble ICAM, sICAM)的出現(xiàn)伴隨著細(xì)胞表面膜型細(xì)胞黏附分子的喪失,故推測(cè)sICAM是由細(xì)胞表面膜型細(xì)胞黏附分子脫落而形成的。正常人血清中有低水平的可溶性ICAM1(so1uble ICAM1, sICAM1),它與位于細(xì)胞表面的配體結(jié)合后,可抑制細(xì)胞過(guò)度黏附,從而參與細(xì)胞黏附功能的調(diào)節(jié)。但生理情況下,sICAM1抗黏附作用很弱,僅有細(xì)微調(diào)節(jié)作用;而病理狀態(tài)下,sICAM1水平升高,抗黏附作用顯著增強(qiáng),使白細(xì)胞黏附功能明顯降低,從而導(dǎo)致免疫功能的下降。Komatsu等[15]觀察到心肌細(xì)胞在正常情況下亦表達(dá)極少量sICAM1,普通免疫學(xué)方法無(wú)法檢測(cè)到其存在。在心臟遭受?chē)?yán)重?fù)p傷、心臟移植排斥反應(yīng)、心肌缺血再灌注及TNFα等細(xì)胞因子作用下,心肌細(xì)胞膜表面sICAM1量可成倍增加。亦有人[16]將sICAM1水平作為充血性心力衰竭病情嚴(yán)重程度的重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。sICAM1表達(dá)減少可減輕白細(xì)胞之間及白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附,改善微循環(huán)[17],從而起到抗組織損傷作用。
某些中藥復(fù)方對(duì)sICAM1的表達(dá)有調(diào)節(jié)作用。彭漢光等[18]應(yīng)用加味四逆散(柴胡、枳殼、白芍、甘草、白術(shù)、太子參、白花蛇舌草等)治療肝郁脾虛患者時(shí)發(fā)現(xiàn)血清sICAM1水平較正常對(duì)照組顯著升高,表現(xiàn)為非特異性免疫功能的低下,治療后恢復(fù)到低水平狀態(tài),發(fā)揮它僅有的細(xì)微調(diào)節(jié)作用,維持免疫功能的正常。楊丁友等[19]也發(fā)現(xiàn)慢衰靈口服液(生黃芪、太子參、炮附子、川芎、黃精、葶藶子等)具有降低充血性心力衰竭患者血漿sICAM1水平的作用。以上作者的研究都證實(shí)sICAM1低水平狀態(tài)是維持細(xì)胞間穩(wěn)態(tài)的必要條件,能抑制細(xì)胞過(guò)度黏附,尤其是白細(xì)胞黏附,抑制炎癥反應(yīng),減輕組織損傷。
3 調(diào)節(jié)CD11b/CD18表達(dá),抑制白細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞黏附
炎癥反應(yīng)中黏附分子表達(dá)上調(diào)及內(nèi)皮細(xì)胞白細(xì)胞黏附增加是炎癥反應(yīng)發(fā)展的重要步驟,而多形核白細(xì)胞(polymorphonuclear leukocytes)的黏附分子CD11b/CD18介導(dǎo)此全過(guò)程[20]。正常情況下,CD11b/CD18僅在單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞膜上呈低水平表達(dá)。當(dāng)病理情況下,其表達(dá)增加,通過(guò)與其配體――內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的ICAM1相互作用而介導(dǎo)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附,此為炎癥的早期反應(yīng),是組織損傷的關(guān)鍵步驟。
近年來(lái),眾多的研究證實(shí),動(dòng)脈硬化過(guò)程是炎癥反應(yīng)參與的結(jié)果,抑制慢性炎癥,可以預(yù)防血管病變[21]。2型糖尿病患者運(yùn)用中藥復(fù)方(生地黃、赤芍、川芎、當(dāng)歸、丹參、紅花、山萸肉、山藥、山楂、桑椹子、黃芪、太子參、葛根等)治療后,不僅降低了炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子TNFα,抑制了多形核白細(xì)胞黏附分子CD11b/CDl8的表達(dá),而且尿白蛋白排泄率(urinary albumin excretion rate, UAER)的減少與TNFα降低及黏附分子CD11b/CDl8的表達(dá)下降呈正相關(guān)。因而認(rèn)為,該中藥復(fù)方可能是通過(guò)抑制白細(xì)胞的黏附、減少患者的炎癥反應(yīng)而發(fā)揮預(yù)防血管病變作用[22]。劉軍等[23,24]觀察了糖尿病大鼠大腦缺血再灌注后CD54和外周血中白細(xì)胞CD8及CD11b免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)的變化,發(fā)現(xiàn)隨著CD54、CD8及CD11b陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)的增加,中性白細(xì)胞的浸潤(rùn)也隨之增加,在時(shí)程上與CD54的增加同步,用丹參治療后CD54的表達(dá)水平和外周血中白細(xì)胞CD8及CD11b免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)及白細(xì)胞的浸潤(rùn)明顯降低。這一結(jié)果進(jìn)一步證實(shí):調(diào)節(jié)CD11b/CDl8的表達(dá)可抑制白細(xì)胞血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附,進(jìn)而減輕組織損傷。
4 調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞黏附功能,改善免疫功能
現(xiàn)已證明細(xì)胞間黏附的分子基礎(chǔ)是細(xì)胞表面眾多黏附分子的相互作用,在免疫反應(yīng)發(fā)生時(shí),體內(nèi)產(chǎn)生大量白細(xì)胞介素1(interleukin1, IL1)、TNF等細(xì)胞因子,上調(diào)細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá)[25],促進(jìn)淋巴細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附,從而進(jìn)一步促進(jìn)免疫反應(yīng)。
調(diào)整淋巴細(xì)胞黏附功能是近年的研究熱點(diǎn)之一。中藥黃連、黃柏的活性成分小檗堿具有多方面的藥理作用,如抗菌、抗炎、抗癌等。研究結(jié)果顯示[26],小檗堿不僅能抑制靜止的及IL1、TNF激活的內(nèi)皮細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的黏附,而且可抑制IL1激活的淋巴細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附,此作用主要通過(guò)抑制內(nèi)皮細(xì)胞ICAM1的表達(dá)來(lái)完成,提示抑制內(nèi)皮細(xì)胞ICAM1的表達(dá)是小檗堿抑制淋巴細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附的分子機(jī)制之一。淋巴細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附有除CD18ICAM1以外的黏附分子介導(dǎo),如極晚抗原4(very late antigen4, VLA4)與血管細(xì)胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule 1, VCAM1)等[27],所以小檗堿還可能通過(guò)抑制其他黏附分子的表達(dá)而抑制細(xì)胞黏附,也可能通過(guò)使淋巴細(xì)胞CD11/CDl8的構(gòu)型改變而減弱與內(nèi)皮細(xì)胞的親和力[28]。黃芪是研究較多的另一味中藥,其活性成分黃芪多糖(astragalus polysaccharin, APS)具有抗感染、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老等多種藥理作用。晚近的研究表明黃芪多糖是通過(guò)其免疫增強(qiáng)作用而發(fā)揮功效的。黃芪多糖作用于人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical endothelial vein cell, HUEVC)而不作用于淋巴細(xì)胞,通過(guò)促進(jìn)HUEVC表面黏附分子ICAM1的表達(dá)而增強(qiáng)HUEVC與淋巴細(xì)胞黏附,促進(jìn)淋巴細(xì)胞再循環(huán),增強(qiáng)淋巴細(xì)胞與抗原的接觸機(jī)會(huì),從而擴(kuò)大免疫反應(yīng),增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[29]。
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