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编号:10271308
地塞米松对成纤维细胞核仁组成区相关嗜银蛋白增生的抑制作用
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第1期
     作者:崔玉芳 杨 红 高亚兵 杨瑞彪 熊呈琦 王德文

    单位:军事医学科学院放射医学研究所(北京 100850)

    关键词:地塞米松;成纤维细胞;图像处理;计算机辅助

    中国病理生理杂志990118 摘 要 目的和方法:应用核仁组成区相关嗜银蛋白(AgNORs)染色结合图像分析技术,观察皮质类固醇激素地塞米松对体外培养的NIH/3T3成纤维细胞AgNORs增生的抑制作用。结果:(1)地塞米松对正常和不同因子刺激的成纤维细胞AgNORs的增生均显示不同程度的抑制作用,其抑制强弱的顺序为:正常>5-羟色胺>IL-1和肝素;(2)地塞米松的抑制作用与其浓度密切相关,对正常、5-羟色胺和肝素、IL-1刺激的成纤维细胞增生的最佳抑制浓度分别为50、100和150×103μg/L。结论:上述实验结果为进一步研究地塞米松抗纤维化作用以及抑制成纤维细胞增生的作用机制提供了重要依据。
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    Inhibitory effects of dexamethasone on AgNORs in proliferative fibroblasts

    CUI Yu-Fang,YANG Hong,GAO Ya-Bing,YANG Rui-Biao,XIA Guo-Wei,WANG De-Wen

    Institute of Radiation Medicine,Academy of Military Medical Sciences,Beijing(100850)

    Abstract AIM and METHODS:Inhibitory effects of corticosteriod dexamethasone on nucleolar organizer regions(NORs) in an in vitro cultured NIH/3T3 fibroblasts were observed by a silver colloid technique to identify NOR associated protein(AgNORs) combined with image analysis.RESULTS:(1)Day 3 after co-culturing of dexamethasone and normal and factor-stimulating fibroblasts,different inhibitory activities of dexamethasone on AgNORs in fibroblasts were observed,among them,the strongest inhibition of dexamethasone was found in normal and serotonin-stimulating fibroblasts,second,in IL-1-and heparin-stimulating fibroblasts;(2)It was found that the depressant effects of dexamethasone on fibroblasts were related to its concentrations,the optimal suppressive concentrations were 50,100 and 150×103 μg/L for normal,serotonin-,heparin-and IL-1-stimulating fibroblasts,respectively.CONCLUSION:Above mentioned results provided an important basis for further studying the mechanism of anti-fibrosis of dexamethasone and proliferation inhibition of dexamethasone on fibroblasts.
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    MeSH Dexamethasone;Fibroblasts;Image processing,computer-assisted

    地塞米松作为免疫抑制剂治疗各种自身免疫性疾病已经应用于临床,然而有关其抗纤维化作用的研究仅见于个别治疗全身性硬化症的报道[1],对体外培养的成纤维细胞增生的抑制作用及其机制的研究也报道不多。本实验在研究不同因素刺激成纤维细胞增生的基础上,着重观察了地塞米松对体外培养的NIH/3T3成纤维细胞核仁组成区相关嗜银蛋白(nucleolar organizer regions associated protein,AgNORs)增生的抑制作用,获得了一些重要认识。

    材料与方法

    一、成纤维细胞培养:

    用10%FCS+DMEM和无血清DMEM体系对NIH/3T3成纤维细胞进行体外培养。
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    二、实验分组:

    分为地塞米松(东风制药厂)+肝素(肝素钠,Sigma公司),地塞米松+5-羟色胺(Sigma公司),地塞米松+IL-1(rhIL-1,北京四环医学生物高技术中心)和对照4个组。

    三、细胞离心涂片制备:

    在成纤维细胞指数生长期将细胞接种于96孔培养板,同时加入地塞米松和各种刺激因子培养第3d,收集细胞制成离心涂片,于4℃干燥器内贮存。

    四、AgNORs染色[2]

    将新鲜配制的1份2%明胶和2份50%硝酸银溶液均匀混合,滴加在样品上,室温避光染色15~30 min,经蒸馏水冲洗,梯度酒精脱水和二甲苯透明后,用树脂封片。

    五、AgNORs测量和统计学处理:
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    用Quantimet 970图像仪对成纤维细胞核中AgNORs颗粒面积(Ag-area,Ag-a)、积分光密度(Ag-integrated optical density,Ag-iod)和颗粒面积与核面积百分比(Ag-a/Nuclear area,Ag-a/Na)进行测量。每张切片随机测量30~50个细胞。测量数据直接贮存于计算机进行方差齐性和t检验。

    结 果

    一、地塞米松对正常成纤维细胞生长的影响(表1):

    表1 地塞米松对正常成纤维细胞AgNORs参数的影响

    Tab 1 Effects of dexamethasone on AgNORs in normal fibroblasts(±s) Dexamethasone
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    (×103 μg/L)

    n

    Parameters of AgNORs in fibroblasts

    Ag-a

    Ag-iod

    Ag-a/Na

    0

    50

    35.4±11.3

    639±210

    24.2±7.92

    50
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    30

    12.5±6.7**

    197±111**

    10.8±6.0**

    100

    30

    15.6±7.2**

    250±114**

    11.7±5.4**

    150

    30
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    16.3±6.6**

    264±107**

    16.1±6.3**

    *P<0.05, **P<0.01, vs control

    表1结果显示,所用50、100和150×103μg/L3种浓度的地塞米松对正常成纤维细胞AgNORs的增生均显示出明显的抑制作用(P<0.01),其3个参数的均值相当于对照值的37%,44%和51%。

    二、地塞米松对肝素刺激的成纤维细胞生长的影响(表2):

    从表2看出,在所用3种浓度的地塞米松中,50和100×103 μg/L两种浓度的地塞米松对最佳浓度肝素刺激的成纤维细胞均未显示出抑制作用,而150×103 μg/L高浓度的地塞米松显示出较强的抑制作用(P<0.01),其3个参数的均值相当于对照值的55%。表2 地塞米松对肝素刺激的成纤维细胞AgNORs参数的影响
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    Tab 2 Effects of dexamethasone on AgNORs in heparin-stimulating fibroblasts(±s) Dexamethasone

    (×103 μg/L)

    n

    Parameters of AgNORs in fibroblasts

    Ag-a

    Ag-iod

    Ag-a/Na

    0
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    50

    35.4±11.3

    639±210

    24.2±7.9

    50

    30

    37.7±17.5

    606±294

    22.8±8.2

    100

    30

    31.8±11.2

, 百拇医药     592±212

    20.2±6.4*

    150

    30

    17.9±7.6**

    311±133**

    15.8±6.0**

    *P<0.05, **P<0.01, vs control

    三、地塞米松对5-羟色胺刺激的成纤维细胞生长的影响(表3):表3 地塞米松对5-羟色胺刺激的成纤维细胞AgNORs参数的影响
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    Tab 3 Effects of dexamethasone on AgNORs in serotonin-stimulating fibroblasts(±s) Dexamethasone

    (×103μg/L)

    n

    Parameters of AgNORs in fibroblasts

    Ag-a

    Ag-iod

    Ag-a/Na

    0
, 百拇医药
    50

    35.4±11.3

    639±210

    24.2±7.9

    50

    30

    16.5±7.8**

    262±134**

    13.9±5.4**

    100

    30

    21.8±8.2**
, 百拇医药
    307±125**

    16.8±5.3**

    150

    30

    14.4±6.1**

    219±96**

    14.0±6.3**

    **P<0.01, vs control

    表3数据表明,与肝素刺激的增生抑制作用不同,3种浓度的地塞米松对最佳浓度5-羟色胺刺激的成纤维细胞生长均显示出明显的抑制作用(P<0.01),其中以150×103μg/L浓度的地塞米松抑制作用最强,在加入地塞米松后第3天其增生活性仅为对照值的44%。
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    四、地塞米松对IL-1刺激的成纤维细胞生长的影响(表4):表4 地塞米松对IL-1刺激的成纤维细胞AgNORs参数的影响

    Tab 4 Effects of dexamethasone on AgNORs in IL-1-stimulating fibroblasts(±s) Dexamethasone

    (×103 μg/L)

    n

    Parameters of AgNORs in fibroblasts

    Ag-a

    Ag-iod
, 百拇医药
    Ag-a/Na

    0

    50

    35.4±11.3

    639±210

    24.2±7.9

    50

    30

    38.5±15.1

    681±269

    28.3±7.2

    100

    30
, 百拇医药
    17.7±7.1**

    271±113**

    11.3±4.4**

    150

    30

    24.0±9.7**

    417±169**

    22.0±6.9

     **P<0.01, vs control

    从表4结果可知,在所用3种浓度的地塞米松中,50×103μg/L浓度的地塞米松对最佳浓度IL-1刺激的成纤维细胞生长未显示出任何抑制作用。当浓度增大后,即100和150×103μg/L浓度的地塞米松对IL-1刺激的成纤维细胞生长显示出较强的抑制作用(P<0.01),其中以100×103 μg/L浓度的地塞米松显示出的抑制作用最强,3个参数的均值相当于对照值的46%。
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    五、地塞米松对正常和不同因子刺激的成纤维细胞生长的影响(表5):表5 地塞米松对正常和不同因子刺激的成纤维细胞生长的影响(±s)

    Tab 5 Effects of dexamethasone on AgNORs in normal and factor-stimulating fibroblasts Group

    n

    Parameters of AgNORs in fibroblasts

    Ag-a

    Ag-iod

    Ag-a/Na
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    Control

    50

    35.4±11.3

    639±210

    24.2±7.9

    Normal+

    dexamethasone

    30

    17.7±7.9**

    2370±113**

    12.8±6.3**
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    Neparin+

    dexamethasone

    30

    26.8±14.1**

    518±261*

    19.9±7.5**

    Sertonin+

    dexamethasone

    30

    30.0±15.2

    262±122**
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    15.0±5.8**

    Interleukin-1+

    dexamethasone

    30

    26.8±14.1**

    457±258**

    20.5±9.5*

    *P<0.05,**P<0.01 vs control

    地塞米松(表中就每一种刺激因子而言,每一个参数值均为3种浓度地塞米松的平均抑制值)对正常成纤维细胞生长抑制作用最强,其次为5-羟色胺刺激的成纤维细胞,而对肝素和IL-1刺激的成纤维细胞所显示出的抑制作用较弱(但其增殖活性也明显低于对照值),其抑制率分别为对照值的47%,63%,78%和80%。讨 论
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    研究放射性器官纤维化发生机理时作者发现,肥大细胞(mast cell,MC)分泌的组胺,肝素,5-羟色胺和某些细胞因子(如IL-1)直接或间接参与了器官纤维化的发生和发展(待发表资料),文献中也有类似报道[3]。而在抗纤维化作用研究中,最近有学者报道了皮质类固醇激素地塞米松在治疗全身性硬化症中的作用[1]。他们应用静脉滴注法进行治疗,发现地塞米松能使患者的全身症状改善,表皮的胶原沉积明显减少,皮肤附件重新出现。Jack也报道了应用低剂量地塞米松(1 mg/d,×30d)治疗特发性骨髓纤维化患者,不仅能改善患者的全身状况,而且能使患者的骨髓相接近于正常[4]。然而有关地塞米松抑制纤维化作用的机理未见报道。本实验在以往研究基础上,有意选择刺激成纤维细胞增生的各种因子的最佳浓度(肝素为0.1mg/L,5-羟色胺为2×10-6mol/L,IL-1为100×103U/L)为最适条件,观察到地塞米松对不同条件刺激的成纤维细胞的生长确实显示出不同程度的抑制作用,而且地塞米松的抑制作用与其浓度有关,对正常和IL-1刺激的成纤维细胞生长最佳抑制浓度分别为50和100×103μg/L,而对肝素和5-羟色胺刺激的成纤维细胞最佳抑制浓度均为150×103μg/L。这为研究地塞米松治疗纤维化疾病的作用机制提供了重要依据。
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    地塞米松可通过抑制成纤维细胞核仁区相关嗜银蛋白的合成进而达到抑制成纤维细胞增生的目的。已知细胞核仁组成区与细胞核DNA合成及与转录有关的蛋白质的合成密切相关,因而细胞核仁区相关蛋白合成的减少必然会影响DNA复制,进而影响成纤维细胞增生活性,作者还发现地塞米松能明显减少S期成纤维细胞的比例(另文报道),进一步证实了其对成纤维细胞增殖的影响。地塞米松除了直接抑制成纤维细胞增生外,最近有资料表明,它还能通过胶原基因启动子和转录机制影响胶原基因mRNA含量,进而抑制Ⅰ、Ⅳ型胶原合成;还发现地塞米松能减少鸡、大鼠和人皮肤成纤维细胞Ⅰ型前胶原mRNA含量;还能降低体外培养的NIH/3T3成纤维细胞胶原合成酶的水平,进而影响胶原合成[5]

    参考文献

    1 Pai BS,Srinivas CR, Sabitha L,et al.Efficacy of dexamethasone pulse therapy in progressive systemic sclerosis.Pharmacol Ther,1995,34:726.
, 百拇医药
    2 Cabrini RL, Shwint AE,Mendez A,et al.A morphometric study of nucleolar organizer regions in normal human oral mucose,papilloma and squamous cell carcinoma.J Oral Pathol Med,1992,21:275.

    3 崔玉芳,王德文.肥大细胞与纤维化.中国病理生理杂志,1995,11:328.

    4 Jack FR,Smith SR,Saunders PWG.Idiopathic myelofibrosis:Anaemia may respond to low-dose dexamethasone.Br J Haematol,1994,87:876.

    5 Weiner FR,Czaja MJ,Jefferson DM.The effects of dexamethasone on in vitro collagen gene expression.J Biol Chem,1987,262:6955.

    收稿日期:1997年1月9日

    修稿日期:1997年11月25日

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