蛹虫草提取物联合地塞米松抑制大鼠角膜新生血管
【摘要】 目的:观察蛹虫草提取物(cordyceps militaris extract,CME)联合地塞米松
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(dexamethasone,Dex)对大鼠角膜新生血管的抑制作用。方法:对48只大鼠采用碱烧伤法制作大鼠角膜
新生血管模型,后随机分为3组:A组为模型对照组,B组为CME治疗组,C 组为CME联合Dex治疗组。造模
后每组均隔日注射给药,A组给予生理盐水结膜下注射,B组给予CME 10mg球结膜下注射,C组给予CME
10mg球结膜下注射,另外给予0.25g/L Dex滴眼液点眼,3次/d。于术后4,8,14d测量角膜新生血管的
生长面积,并测量角膜组织中VEGF及其mRNA的表达情况。结果:造模后联合用药组的大鼠角膜新生血管
生长面积较模型对照组及CME治疗组明显减少,差异均具有统计学意义(P<0.05)。 结论:CME联合Dex
更能明显抑制碱烧伤所致大鼠角膜新生血管的生长。
【关键词】 蛹虫草提取物;地塞米松;角膜新生血管;血管内皮生长因子
Abstract?AIM: To observe the inhibition effect on rat corneal neovascularizition(CNV)
by drug combination of the cordyceps militaris extract(CME) and dexamethasone(Dex).
METHODS: CNV model was induced by alkaline burn of the cornea with 1mol/L NaOH. Forty?
eight rats were divided into three groups randomly after modeling, A was model group, B
was CME treatment group, and C was combination treatment group. All groups received
medication by subconjunctival injection every other day after alkaline burn, group A
received saline, group B received 10mg CME, group C also received 10mg CME, and received
0.25g/L Dex eyedrops three times each day, each injection volume was set at 0.1mL. On the
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4, 8, 14 days, CNV was observed, and the expression of vascular endothelial growth factor
(VEGF) and it?s mRNA in the cornea were detected.?RESULTS: After modeling, rat CNV of
the combination group was significantly reduced than the model control group and CME
treatment group, the differences were statistically significant (P<0.05).CONCLUSION:CME
combining with Dex can inhibit alkaline burn?induced CNV growth more effectively.
?
KEYWORDS: cordyceps militaris extract; dexamethasone; corneal neovascularizition;
vascular endothelial growth factor
0 引言
角膜新生血管(corneal neovascularization,CNV) 是常见的致盲性眼病之一,也是角膜移植术后
发生排斥反应的高危因素。局部应用糖皮质激素是目前临床上的主要治疗手段,但其易诱发角膜穿孔、
青光眼、白内障等严重并发症,因而寻找安全有效的治疗CNV的药物一直是眼表研究的热点。蛹虫草主
要用于抗肿瘤和增强免疫等治疗,近来国外有报道其有抗新生血管生成的作用,但尚未见有抗眼部新生
血管的报道。我们的前期研究已证实,蛹虫草提取物(cordyceps militaris extract,CME)对大鼠CNV
具有抑制作用,其高剂量与0.5g/L地塞米松(dexamethasone,Dex)的抑制作用相当。我们将 CME与Dex
联合用药,观察对大鼠CNV的抑制作用。
1 材料和方法
1.1 材料
蛹虫草子实体,购自广东冬草堂虫草有限公司;0.25g/L Dex滴眼液,购自湖北潜江制药有限责任
公司。清洁级健康雌性Sprague Dawley(SD)大鼠48只(华中科技大学同济医学院动物实验中心提供) ,
体质量220~250g。CME的制备采用水热回流提取法[1]:取蛹虫草子实体粉末50g,加10倍量的蒸馏水(
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500mL)于80℃热回流提取3 次,每次90min。合并滤液,减压浓缩,真空干燥器内干燥至粉末,4℃保
存备用。0.25g/L Dex滴眼液,采用潜江制药公司生产的滴眼液原液。图1大鼠碱烧伤后14d CNV生长情
况 A:模型对照组;B:CME治疗组;C:CME+Dex治疗组。
1.2 方法
采用100g/L水合氯醛3mL/kg腹腔注射麻醉,所有实验大鼠均选择右眼,裂隙灯下检查眼前节无病变
。10g/L地卡因眼液表面麻醉,将统一规格直径3.0mm的单层圆形滤纸浸入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液
20s,吸干滤纸上残余溶液后将其准确贴附于右眼角膜中央表面40s,取下滤纸后立即用生理盐水冲洗
2min。烧伤术后即观察大鼠右眼角膜,烧灼区域呈灰白色混浊,依据评分标准[2]确认中度碱烧伤模型
建立。术后术眼点红霉素眼膏预防感染。抽签法随机将大鼠分成A,B,C 3组(A组:模型对照组;B组:
CME治疗组;C组:CME+Dex治疗组),每组15只。A组给予生理盐水0.1mL球结膜下注射。B组给予CME
10mg经无菌注射用水稀释为0.1mL后行球结膜下注射。C组给予CME 10mg球结膜下注射,另给予0.25g/L
Dex滴眼液点眼,3次/d。每组均自术日起隔日球结膜下注射,给药至处死取材为止。于术后第4,8,14d
采用过量麻醉法处死大鼠,每次6只,迅速摘除眼球,在显微镜下剪下带1mm宽巩膜的角膜组织,平分为二,
均置于?80℃低温冰箱备用,一份用于real time PCR检测VEGF基因水平的表达,另一份用于ELISA检测
VEGF蛋白水平的表达。
1.2.1 CNV的定量分析
角膜烧伤后各时间点行裂隙灯显微镜检查,测量新生血管长入角膜的长度及累及角膜圆周的钟点数
,计算其面积。新生血管面积计算依据Robert公式[3]:S=C/12×3.1416[r2? (r?l)2],其中C代表新生
血管累及角膜圆周的钟点数, l代表新生血管的长度(在显微镜下用游标卡尺测量,测量生长较长、弯
曲度小、并与角膜缘切线垂直的新生血管), r代表角膜半径。
1.2.2 角膜VEGFmRNA表达的检测 职称论文发表网
角膜总RNA提取参照Trizol说明书(大连宝生物公司),对保存在?80℃冰箱中的角膜组织总RNA进行
提取与纯化,然后逆转录为 cDNA。Real time PCR 按照试剂盒(大连宝生物公司)说明书进行操作,采用
25μL反应体系,以β?actin 为内参照。PCR反应条件: 95℃预变性30s, 95℃5s, 60℃ 30s,循环40次
。每例样本均设3个平行复孔,取均值。VEGF和β?actin引物由大连宝生物工程有限公司合成。VEGF上
游引物: 5?GTCCTCACTTGGATCCCGACA?3?, 下游引物: 5??CCTGGCAGGCAAACAGACTTC?3?,扩增片断
为99bp;β?actin上游引物: 5??GGAGATTACTGCCCTGGCTCCTA?3?,下游引物: 5??
GACTCATCGTACTCCTGCTTGCTG?3?,扩增片断为150bp。
1.2.3 角膜VEGF表达的检测
经电子天平称量,所有标本每个定量为0.005g。将标本放入研钵,加0.01mol/L PBS缓冲液100μL
研磨匀浆,使之呈现混悬液状,装入EP管,4℃ 5000r/min离心10min,收集上清液,?80℃冷冻保存,
夹心法ELISA检测。
统计学分析:实验数据应用SPSS 13.0统计软件包进行处理,总体均数间比较采用单因素方差分析
,各组均数间两两比较采用q检验,以P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 CNV生长面积
模型对照组于角膜烧伤后3d开始长入新生血管,CME组与联合用药组于烧伤后4d开始长入新生血管
,均于8d左右生长速度达高峰,其后生长变缓,到两周时部分CNV开始消退(图1)。在烧伤后4,8,14dCME
治疗组与联合治疗组CNV面积均小于模型对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),联合治疗组与CME治
疗组比较,差异亦具有统计学意义(P<0.05)。统计结果显示,联合治疗组更能明显抑制CNV的生长(表
1)。表1大鼠CNV面积和VEGF表达水平(略)
2.2 角膜VEGFmRNA的表达
烧伤后B,C组mRNA的表达明显低于模型对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),B,C组之间差异亦
具有统计学意义 (P<0.05,表1)。
2.3 角膜VEGF的表达
在各时间点联合用药组较模型对照组及CME组均低表达,差异均具有统计学意义(P<0.05,表1),这
与VEGFmRNA表达水平具有一致性。
3 讨论
CNV属于难治性角膜疾病之一,常常导致患者视力下降,严重者可致失明。蛹虫草是一种名贵的中
药材,其应用于临床有悠久的历史。近年来的研究显示,蛹虫草具有抗癌、调节免疫、抗理作用[4?6]
。最近国外的研究显示,CME能够抑制新生血管的发生,它能抑制人脐静脉内皮细胞的增殖 [7]和鸡胚
绒毛尿囊膜的血管生成[8]。我们前期的研究显示,CME能够有效抑制碱烧伤所致的大鼠CNV的生长,高
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剂量抑制作用与0.5g/L的Dex 相当。我们仍然采用碱烧伤法制作大鼠CNV模型,联合运用CME及Dex,观
察联合用药对CNV生长的抑制作用及其副作用的大小。实验结果显示,联合用药比CME单独用药更能有效
抑制大鼠CNV的生长,且副作用不明显。这就提示,如能将蛹虫草开发成有效的抑制新生血管的药物,
在治疗上辅以低浓度的糖皮质激素,可以明显提高治疗效果且有效降低副作用,从而为CNV的药物治疗
提供新的思路。
【参考文献】
1 王英娟,李多伟,王义潮,等.蛹虫草中虫草素、虫草多糖综合提取工艺研究.西北植物学报2005
;25(9):1863?1867
2 Bergers G, Javaherian K, Lo KM, et al. Effects of angiogenesis inhibitors on
multistage carcinogenesis in mice. Science 1999;284(5415):808?812
3 Kato T, Kure T, Chang JH, et al. Diminished corneal angiogenesis in gelatinase A?
deficient mice. FEBS Lett 2001;508(2):187?190
4 Thomadaki H, Tsiapalis CM, Scorilas A. The effect of the polyadenylation inhibitor
cordycepin on human Molt?4 and Daudi leukaemia and lymphoma cell lines. Cancer Chemother
Pharmacol 2008;61(4):703?711
5 Zhou X, Luo L, Dressel W, et al. Cordycepin is an immunoregulatory active
ingredient of Cordyceps sinensis. Am J Chin Med 2008;36(5):967?980
6 Wang YH, Ye J, Li CL, et al. An experimental study on anti?aging action of
Cordyceps extract. Zhongguo Zhongyao Zazhi 2004;29(8):773?736
7 Yoo HS, Shin JW, Cho JH, et al. Effects of Cordyceps militaris extract on
angiogenesis and tumor growth. Acta Pharmacol Sin 2004;25(5):657?665
8 Won SY, Park EH. Anti?inflammatory and related pharmacological activities of
cultured mycelia and fruiting bodies of Cordyceps militaris. J职称论文发表网
Ethnopharmacol 2005;96(3):555?561
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(dexamethasone,Dex)对大鼠角膜新生血管的抑制作用。方法:对48只大鼠采用碱烧伤法制作大鼠角膜
新生血管模型,后随机分为3组:A组为模型对照组,B组为CME治疗组,C 组为CME联合Dex治疗组。造模
后每组均隔日注射给药,A组给予生理盐水结膜下注射,B组给予CME 10mg球结膜下注射,C组给予CME
10mg球结膜下注射,另外给予0.25g/L Dex滴眼液点眼,3次/d。于术后4,8,14d测量角膜新生血管的
生长面积,并测量角膜组织中VEGF及其mRNA的表达情况。结果:造模后联合用药组的大鼠角膜新生血管
生长面积较模型对照组及CME治疗组明显减少,差异均具有统计学意义(P<0.05)。 结论:CME联合Dex
更能明显抑制碱烧伤所致大鼠角膜新生血管的生长。
【关键词】 蛹虫草提取物;地塞米松;角膜新生血管;血管内皮生长因子
Abstract?AIM: To observe the inhibition effect on rat corneal neovascularizition(CNV)
by drug combination of the cordyceps militaris extract(CME) and dexamethasone(Dex).
METHODS: CNV model was induced by alkaline burn of the cornea with 1mol/L NaOH. Forty?
eight rats were divided into three groups randomly after modeling, A was model group, B
was CME treatment group, and C was combination treatment group. All groups received
medication by subconjunctival injection every other day after alkaline burn, group A
received saline, group B received 10mg CME, group C also received 10mg CME, and received
0.25g/L Dex eyedrops three times each day, each injection volume was set at 0.1mL. On the
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4, 8, 14 days, CNV was observed, and the expression of vascular endothelial growth factor
(VEGF) and it?s mRNA in the cornea were detected.?RESULTS: After modeling, rat CNV of
the combination group was significantly reduced than the model control group and CME
treatment group, the differences were statistically significant (P<0.05).CONCLUSION:CME
combining with Dex can inhibit alkaline burn?induced CNV growth more effectively.
?
KEYWORDS: cordyceps militaris extract; dexamethasone; corneal neovascularizition;
vascular endothelial growth factor
0 引言
角膜新生血管(corneal neovascularization,CNV) 是常见的致盲性眼病之一,也是角膜移植术后
发生排斥反应的高危因素。局部应用糖皮质激素是目前临床上的主要治疗手段,但其易诱发角膜穿孔、
青光眼、白内障等严重并发症,因而寻找安全有效的治疗CNV的药物一直是眼表研究的热点。蛹虫草主
要用于抗肿瘤和增强免疫等治疗,近来国外有报道其有抗新生血管生成的作用,但尚未见有抗眼部新生
血管的报道。我们的前期研究已证实,蛹虫草提取物(cordyceps militaris extract,CME)对大鼠CNV
具有抑制作用,其高剂量与0.5g/L地塞米松(dexamethasone,Dex)的抑制作用相当。我们将 CME与Dex
联合用药,观察对大鼠CNV的抑制作用。
1 材料和方法
1.1 材料
蛹虫草子实体,购自广东冬草堂虫草有限公司;0.25g/L Dex滴眼液,购自湖北潜江制药有限责任
公司。清洁级健康雌性Sprague Dawley(SD)大鼠48只(华中科技大学同济医学院动物实验中心提供) ,
体质量220~250g。CME的制备采用水热回流提取法[1]:取蛹虫草子实体粉末50g,加10倍量的蒸馏水(
职称论文发表网
500mL)于80℃热回流提取3 次,每次90min。合并滤液,减压浓缩,真空干燥器内干燥至粉末,4℃保
存备用。0.25g/L Dex滴眼液,采用潜江制药公司生产的滴眼液原液。图1大鼠碱烧伤后14d CNV生长情
况 A:模型对照组;B:CME治疗组;C:CME+Dex治疗组。
1.2 方法
采用100g/L水合氯醛3mL/kg腹腔注射麻醉,所有实验大鼠均选择右眼,裂隙灯下检查眼前节无病变
。10g/L地卡因眼液表面麻醉,将统一规格直径3.0mm的单层圆形滤纸浸入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液
20s,吸干滤纸上残余溶液后将其准确贴附于右眼角膜中央表面40s,取下滤纸后立即用生理盐水冲洗
2min。烧伤术后即观察大鼠右眼角膜,烧灼区域呈灰白色混浊,依据评分标准[2]确认中度碱烧伤模型
建立。术后术眼点红霉素眼膏预防感染。抽签法随机将大鼠分成A,B,C 3组(A组:模型对照组;B组:
CME治疗组;C组:CME+Dex治疗组),每组15只。A组给予生理盐水0.1mL球结膜下注射。B组给予CME
10mg经无菌注射用水稀释为0.1mL后行球结膜下注射。C组给予CME 10mg球结膜下注射,另给予0.25g/L
Dex滴眼液点眼,3次/d。每组均自术日起隔日球结膜下注射,给药至处死取材为止。于术后第4,8,14d
采用过量麻醉法处死大鼠,每次6只,迅速摘除眼球,在显微镜下剪下带1mm宽巩膜的角膜组织,平分为二,
均置于?80℃低温冰箱备用,一份用于real time PCR检测VEGF基因水平的表达,另一份用于ELISA检测
VEGF蛋白水平的表达。
1.2.1 CNV的定量分析
角膜烧伤后各时间点行裂隙灯显微镜检查,测量新生血管长入角膜的长度及累及角膜圆周的钟点数
,计算其面积。新生血管面积计算依据Robert公式[3]:S=C/12×3.1416[r2? (r?l)2],其中C代表新生
血管累及角膜圆周的钟点数, l代表新生血管的长度(在显微镜下用游标卡尺测量,测量生长较长、弯
曲度小、并与角膜缘切线垂直的新生血管), r代表角膜半径。
1.2.2 角膜VEGFmRNA表达的检测 职称论文发表网
角膜总RNA提取参照Trizol说明书(大连宝生物公司),对保存在?80℃冰箱中的角膜组织总RNA进行
提取与纯化,然后逆转录为 cDNA。Real time PCR 按照试剂盒(大连宝生物公司)说明书进行操作,采用
25μL反应体系,以β?actin 为内参照。PCR反应条件: 95℃预变性30s, 95℃5s, 60℃ 30s,循环40次
。每例样本均设3个平行复孔,取均值。VEGF和β?actin引物由大连宝生物工程有限公司合成。VEGF上
游引物: 5?GTCCTCACTTGGATCCCGACA?3?, 下游引物: 5??CCTGGCAGGCAAACAGACTTC?3?,扩增片断
为99bp;β?actin上游引物: 5??GGAGATTACTGCCCTGGCTCCTA?3?,下游引物: 5??
GACTCATCGTACTCCTGCTTGCTG?3?,扩增片断为150bp。
1.2.3 角膜VEGF表达的检测
经电子天平称量,所有标本每个定量为0.005g。将标本放入研钵,加0.01mol/L PBS缓冲液100μL
研磨匀浆,使之呈现混悬液状,装入EP管,4℃ 5000r/min离心10min,收集上清液,?80℃冷冻保存,
夹心法ELISA检测。
统计学分析:实验数据应用SPSS 13.0统计软件包进行处理,总体均数间比较采用单因素方差分析
,各组均数间两两比较采用q检验,以P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 CNV生长面积
模型对照组于角膜烧伤后3d开始长入新生血管,CME组与联合用药组于烧伤后4d开始长入新生血管
,均于8d左右生长速度达高峰,其后生长变缓,到两周时部分CNV开始消退(图1)。在烧伤后4,8,14dCME
治疗组与联合治疗组CNV面积均小于模型对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),联合治疗组与CME治
疗组比较,差异亦具有统计学意义(P<0.05)。统计结果显示,联合治疗组更能明显抑制CNV的生长(表
1)。表1大鼠CNV面积和VEGF表达水平(略)
2.2 角膜VEGFmRNA的表达
烧伤后B,C组mRNA的表达明显低于模型对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),B,C组之间差异亦
具有统计学意义 (P<0.05,表1)。
2.3 角膜VEGF的表达
在各时间点联合用药组较模型对照组及CME组均低表达,差异均具有统计学意义(P<0.05,表1),这
与VEGFmRNA表达水平具有一致性。
3 讨论
CNV属于难治性角膜疾病之一,常常导致患者视力下降,严重者可致失明。蛹虫草是一种名贵的中
药材,其应用于临床有悠久的历史。近年来的研究显示,蛹虫草具有抗癌、调节免疫、抗理作用[4?6]
。最近国外的研究显示,CME能够抑制新生血管的发生,它能抑制人脐静脉内皮细胞的增殖 [7]和鸡胚
绒毛尿囊膜的血管生成[8]。我们前期的研究显示,CME能够有效抑制碱烧伤所致的大鼠CNV的生长,高
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剂量抑制作用与0.5g/L的Dex 相当。我们仍然采用碱烧伤法制作大鼠CNV模型,联合运用CME及Dex,观
察联合用药对CNV生长的抑制作用及其副作用的大小。实验结果显示,联合用药比CME单独用药更能有效
抑制大鼠CNV的生长,且副作用不明显。这就提示,如能将蛹虫草开发成有效的抑制新生血管的药物,
在治疗上辅以低浓度的糖皮质激素,可以明显提高治疗效果且有效降低副作用,从而为CNV的药物治疗
提供新的思路。
【参考文献】
1 王英娟,李多伟,王义潮,等.蛹虫草中虫草素、虫草多糖综合提取工艺研究.西北植物学报2005
;25(9):1863?1867
2 Bergers G, Javaherian K, Lo KM, et al. Effects of angiogenesis inhibitors on
multistage carcinogenesis in mice. Science 1999;284(5415):808?812
3 Kato T, Kure T, Chang JH, et al. Diminished corneal angiogenesis in gelatinase A?
deficient mice. FEBS Lett 2001;508(2):187?190
4 Thomadaki H, Tsiapalis CM, Scorilas A. The effect of the polyadenylation inhibitor
cordycepin on human Molt?4 and Daudi leukaemia and lymphoma cell lines. Cancer Chemother
Pharmacol 2008;61(4):703?711
5 Zhou X, Luo L, Dressel W, et al. Cordycepin is an immunoregulatory active
ingredient of Cordyceps sinensis. Am J Chin Med 2008;36(5):967?980
6 Wang YH, Ye J, Li CL, et al. An experimental study on anti?aging action of
Cordyceps extract. Zhongguo Zhongyao Zazhi 2004;29(8):773?736
7 Yoo HS, Shin JW, Cho JH, et al. Effects of Cordyceps militaris extract on
angiogenesis and tumor growth. Acta Pharmacol Sin 2004;25(5):657?665
8 Won SY, Park EH. Anti?inflammatory and related pharmacological activities of
cultured mycelia and fruiting bodies of Cordyceps militaris. J职称论文发表网
Ethnopharmacol 2005;96(3):555?561