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骨髓抑制是肿瘤放化疗最常见的毒副反应,造成以白细胞下降为主的外周血全血细胞减少,极易引起感染,影响治疗进程和疗效。地榆根是中国传统草药,长期临床实践发现地榆提取物能有效改善骨髓抑制升高外周白细胞,但其作用机理不清。本研究考察了地榆皂苷对骨髓细胞存活及凋亡的影响,并深入评价了其促存活作用的相关信号通路,还考察了地榆皂苷对骨髓微环境中骨髓基质细胞及细胞因子表达水平的影响,主要结果如下: 1.用原代培养的小鼠骨髓有核细胞构建了体外模型,对造血促进和抑制信号均有响应。用该细胞模型评价地榆皂苷对骨髓细胞存活的影响,实验发现地榆总皂苷及其特征成分地榆皂苷Ⅰ和地榆皂苷Ⅱ可以促进无细胞因子培养条件下小鼠骨髓有核细胞存活,其生长率最高分别可达73%、22%和63%;用细胞因子依赖的人骨髓细胞系TF-1细胞重复上述实验,发现地榆皂苷也可促进无细胞因子培养条件下TF-1细胞的存活,其生长率最高分别可达70%、24%和17%。 2.将TF-1细胞在无细胞因子培养条件下培养48小时作为凋亡模型,实验发现地榆总皂苷、地榆皂苷Ⅰ和地榆皂苷Ⅱ处理可剂量依赖地抑制撤除细胞因子诱导的TF-1细胞中Caspase3/7活性升高,最大抑制率分别可达39%、27%和26%;进一步研究发现地榆皂苷可上调无细胞因子培养条件下TF-1细胞抗凋亡蛋白Mcl-1和Survivin的表达,这可能是地榆皂苷抑制细胞因子撤除诱导的TF-1细胞凋亡,促进其存活的作用机制之一。 3.进一步考察地榆皂苷促存活作用的相关信号通路,发现粘附斑激酶FAK和胞外信号调节激酶ERK1/2的抑制剂可在自身对骨髓有核细胞影响很小的浓度下拮抗地榆皂苷的促存活效应。FAK抑制剂可将小鼠骨髓有核细胞的生长率由地榆总皂苷单用时的84%降低至12%、38%和53%,由地榆皂苷Ⅱ单用时的66%降低至4%、5%和22%;ERK1/2抑制剂可将小鼠骨髓有核细胞的生长率由地榆总皂苷单用时的126%降低至90%、101%和105%,由地榆皂苷Ⅱ单用时的66%降低至32%、45%和47%。进一步研究表明地榆皂苷处理可增加FAK和ERK1/2激酶的磷酸化水平,地榆总皂苷、地榆皂苷Ⅰ和地榆皂苷Ⅱ处理组的pFAK激酶活性与溶剂对照组比较最高增加率分别可达112%、180%和83%;pERK1/2水平与溶剂对照组比较具有统计学意义。这些实验结果表明激活FAK和ERK1/2激酶与地榆皂苷促小鼠骨髓有核细胞存活效应有关; 4.本研究还评价了地榆皂苷对骨髓微环境的影响,实验发现地榆皂苷对小鼠骨髓基质细胞和人骨髓基质细胞系HS-5细胞的增殖无显著影响,与溶剂对照组比较细胞数增加率均小于20%,T-TEST检验结果无统计学差异。但地榆皂苷处理可下调小鼠骨髓液及骨髓基质细胞培养上清中MIP-2、PF4和p-selectin的表达水平,这三种细胞因子据报导对造血起负调控作用。ELISA验证表明,与溶剂对照组比较,地榆总皂苷、地榆皂苷Ⅰ和地榆皂苷Ⅱ处理组MIP-2水平抑制率最高分别可达62%、67%和65%;PF4水平抑制率最高分别可达52%、36%和15%;进一步的骨髓基质细胞和骨髓有核细胞共培养实验发现,地榆总皂苷、地榆皂苷Ⅰ和地榆皂苷Ⅱ预处理可增强基质细胞促有核细胞存活的活性,其生长率最高分别可达29%、21%和21%。这些实验结果表明地榆皂苷可通过下调造血负调控因子,影响造血微环境,从而间接促进造血。 结论:本研究的发现表明地榆总皂苷及其特征成分地榆皂苷Ⅰ和地榆皂苷Ⅱ以多靶点的方式促进造血。通过激活FAK和ERK1/2激酶促进造血细胞存活以及下调骨髓微环境中的造血负调控因子是其作用机制之一。