药物评价研究  2014, Vol. 37 Issue (3): 222-226237
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用细胞学方法评价12种降压药的寒热药性
杨花, 张宁, 王征, 孙艳妮, 李红民, 刘竹兰, 刘建利    
西北大学生命科学学院, 西部资源生物与现代生物技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710069
摘要目的 评价12种降压西药的寒热药性。方法 用噻唑蓝(MTT)比色法检测12种降压西药对HepG2细胞体外增殖的影响,并用倒置显微镜观察其对细胞形态特征的影响。结果 利血平、倍他洛克、卡托普利、硝苯地平、氨氯地平的药性为寒性;普萘洛尔、培哚普利、雷米普利、氯沙坦钾、尼群地平、吲达帕胺、氢氯噻嗪为热性。形态学观察表明利血平、倍他洛克、卡托普利、硝苯地平、氨氯地平使细胞密度减小,固缩变圆;普萘洛尔、培哚普利、雷米普利、氯沙坦钾、尼群地平、吲达帕胺、氢氯噻嗪在低浓度时可使细胞密度增加,结构致密、生长旺盛。结论 细胞学方法能够用于西药寒热药性的评价,这为西药中药化提供了一种简单实用的评价寒热药性的方法。
关键词西药中药化     降压西药     MTT法     HepG2细胞     寒热药性    
Evaluation on cold-heat characteristics of 12 kinds of hypotensive drugs by cytological method
YANG Hua, ZHANG Ning, WANG Zheng, SUN Yan-ni, LI Hong-min, LIU Zhu-lan, LIU Jian-li    
Key Laboratory of Resource Biology and Biotechnology in Western China, Ministry of Education, College of Life Science, Northwest University, Xi'an 710069, China
Abstract: Objective To evaluate the cold-heat characteristics of 12 kinds of hypotensive drugs. Methods MTT assay was used to investigate the effect of the 12 kinds of hypotensive drugs on the growth and proliferation of cultured HepG2 cells in vitro. Morphological changes were observed through inverted microscope. Results Reserpine, Metoprolol, Captopril, Nifedipine, and AmLodipine showed cold or cool characteristics, while Propranolol, Perindopril, Ramipril, Losartan potassium, Nitrendipine, Indapamide, and Hydrochlorohthiazide showed hot or warm characteristics. Morphological observation demonstrated that the cell density of the cells treated with Reserpine, Metoprolol, Captopril, Nifedipine, and AmLodipine decreased, but the cell density of the cells treated with Propranolol, Perindopril, Ramipril, Losartan potassium, Nitrendipine, Indapamide, and Hydrochlorothiazide increased. Conclusion The cytological method could be used to evaluate the cold-heat characteristics of Western medicine. This simple and reliable method will promote the Chinese medicalization of Western medicine.
Key words: Chinese medicalization of Western medicine     hypotensive Western drugs     MTT assay     HepG2 cell     cold-heat characteristics    

“西药中药化”是以中医药理论为指导,以中药的特性和功效为指标来研究临床使用的西药,使之具有中药的理论、特性和功效内容,从而不仅能为西医使用,也能被中医按中医药理论来使用[1]。通过临床观察研究西药中药化是主要的研究方法,但难点在于,其一使用西药的主要是西医,他们不懂或者对西药中药化不感兴趣。其二,西药临床用药时常多种药物配合使用,这样难以区分每个药的中药属性。虽然西药中药化研究进行了30多年,也只有20多个西药赋予了中药属性。因此,不难看出限制西药中药化的主要问题是缺乏实验方法。如果有了实验方法将会大大加快西药中药化研究的进程。

中药药性中最重要的当属寒热药性,《神农本草经》中曾有记载,“疗寒以热药”,“疗热以寒药”。古代中医名家陶弘景曾说过“药物甘苦之味可略,唯冷热须明”。可见寒热药性是中药的首要药性。寒与凉、温与热之间仅程度上的不同,实际只有寒热两种药性。那么,西药中药化研究首先要搞清楚的也应该是寒热属性,至于五味、归经、配伍等可在以后的临床使用中补充。

传统上中药寒热药性是通过人体对临床用药的反应总结获得的。在中医证本质研究中用热药造热证动物模型或寒药造寒证模型的方法也可以用来评价药物的寒热属性。近年来,许多研究者应用现代实验技术,如基因芯片技术、生化技术、红外成像技术、生物热动力学技术等[2]对中药的寒热药性进行了广泛的研究,其中包括中药药性与生物学系统、基因组学、生物热力学系统等[3]方面关系的研究。并建立了动物实验法[4, 5]、微量量热法[6]、红外扫描成像法[7, 8]、冷热板示差法[9, 10]、细胞学评价法(MTT法)[11, 12, 13]等方法来对寒热药性进行评价。中医对寒热药性的认识是温热药作用于机体表现为生理功能的亢奋,而寒凉药则表现为抑制[1]。这在用寒、热中药所造的寒证和热证动物模型上也有体现,如热药使动物体温上升、中枢兴奋、代谢增强;而寒药则相反。因此推测寒、热中药对于离体培养细胞的生长代谢也应该有一定的影响,即在一定浓度范围内,热药可能会促进细胞生长、代谢、增殖,而寒药会表现为抑制。通过数十味公认寒热药性中药的验证,证明用细胞学方法评价中药寒热药性是切实可行的,而且具有简便、快速、重现性好等诸多优点[11, 12, 13]。本文把这一方法用于西药的寒热药性评价,为西药中药化研究提供实验方法,促进西药中药化的进程。

高血压是一种严重威胁人类健康的多发性心脑血管疾病,常用降压西药根据作用部位分为作用于自主神经系统、影响肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAS)、作用于离子通道、利尿药4大类药物[14],通过长期的临床应用发现同类降压药物对不同高血压患者在控制血压、改善临床症状上的作用效果不尽相同[15, 16]。如果能了解这些药物的寒热属性,可根据患者体质的寒热证型选择用药,则很有可能会提高临床治疗效果。本文分别选择4类降压西药中常用的12种作为研究对象,评价其寒热药性。

1 仪器和材料 1.1 仪器

CO2培养箱(Sanyo公司)、超净工作台(苏州安泰空气技术有限公司)、Quant酶标仪(美国Bio-Tek)、细胞96孔培养板与普通倒置光学显微镜。

1.2 药品与试剂

12种降压西药:利血平(批号111208,西安天一秦昆制药有限责任公司)、倍他洛克(批号1308026,阿利斯康制药公司)、卡托普利(批号111208111,常州制药厂有限公司)、硝苯地平(批号C111002,山西云鹏制药有限公司)、氨氯地平(批号20120305,广州彼迪药业有限公司)、普萘洛尔(批号1203192-2,西安利君制药有限责任公司)、培哚普利(批号2001531,天津施维雅制药有限公司)、雷米普利(批号C1004,赛诺菲安特万制药有限公司)、氯沙坦钾(批号110488,杭州默沙东制药有限公司)、尼群地平(批号H12002,西安博爱制药有限责任公司)、吲达帕胺(批号1108074,天津力生制药股份有限公司)、氢氯噻嗪(批号A111102,山西云鹏制药有限公司)、HyClone改良型RPMI-1640培养液(赛默飞世尔生物化学制品北京有限公司)、四季青无支原体胎牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司)、二甲基亚砜(DMSO)、磷酸缓冲液(PBS)、MTT、0.25%胰蛋白酶(西安舟鼎国生物技术有限公司)。

1.3 细胞株

第四军医大学提供的人肝癌细胞株HepG2。

2 方法 2.1 受试药品溶液的制备

将所选药物(12种降压西药)分别碾成粉末,根据各药物的规格,称取一定量药物粉末溶解于1 mL DMSO,配制其质量浓度分别为0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、5、10 mg/mL的供试品溶液,常温保存。

2.2 细胞培养

将HepG2细胞于含有10% 胎牛血清的RPMI-1640培养液(pH 7.0~7.4)中,在恒温培养箱中37 ℃、5% CO2及饱和湿度条件下进行传代培养。

2.3 MTT试验

取对数生长期HepG2细胞,将细胞密度调整为5×107/L并接种于96孔板上,每孔加入200 μL RPMI-1640培养基,置于恒温培养箱中37 ℃、5% CO2及饱和湿度条件下培养24 h。待细胞贴壁后,更换新鲜培养液(200 μL/孔)。实验组每孔加入2 μL的药品溶液,使得每个浓度梯度的终质量浓度分别为0.1、0.5、1、5、10、20、50、100 μg/mL,同时设置对照组和调零孔。每个处理组设置3个平行孔。加药完毕后,96孔板置于恒温培养箱中培养48 h,换新鲜培养液(180 μL/孔),每孔加入新鲜配制的MTT溶液(5 g/L)20 μL,继续在恒温培养箱中培养4 h。吸弃上清液,每孔加入150 μL DMSO,震荡10 min(60次/min)后,用酶联免疫标定仪测定490 nm处吸光度(A)值。按下列公式计算细胞抑制率。抑制率为正值表示对细胞增殖有抑制作用,负值表示对细胞增殖有促进作用[11, 12, 13],实验重复3次。

细胞抑制率=1-实验组A值/对照组A

2.4 统计学处理

数据以x±s表示,组间比较采用t检验。

3 结果 3.1 MTT法检测

加药培养48 h后用MTT法分别检测12种降压西药在0.1~100 μg/mL对HepG2细胞体外增殖的影响,所得实验数据通过t检验处理后见表 1

表 1 12种降压药对HepG2细胞体外增殖的影响 (x±s,n=3) Table 1 Effects of 12 kinds of antihypertensive drugs on proliferation of HepG2cellsin vitro

为了更直观的反应此抑制率变化的趋势,以抑制率对浓度作图,得到图 1。通过表 1图 1可以看出,利血平、倍他洛克、卡托普利、硝苯地平、氨氯地平在0.1~100 μg/mL对HepG2细胞的生长抑制率都为正值,说明这5种药在整个浓度范围内都抑制细胞的生长,并有明显的浓度相关关系,说明它们的药性为寒性。普萘洛尔、培哚普利、雷米普利、氯沙坦钾、尼群地平、吲达帕胺、氢氯噻嗪对HepG2细胞体外增殖的抑制率虽然在高浓度时正值,但在低浓度时为负值,判定其药性为温热性。

图 1 12种降压西药对HepG2细胞增殖抑制率的影响Fig. 1 Inhibitory rates of 12 kinds of antihypertensive
3.2 12种降压西药对HepG2细胞形态的影响

分别选取12种降压西药对HepG2细胞促进或抑制作用明显的浓度的细胞进行拍照,照片见图 2。可以看出,正常的HepG2细胞呈不规则多边形,堆积生长,细胞致密。与空白组及对照组比较,促进细胞生长的药物浓度下的细胞密度明显增大,而抑制细胞生长的药物浓度下的细胞密度明显降低,且细胞间结构松散,颗粒感增强。

图 2 12种降压药对HepG2细胞形态及密度的影响Fig. 2 Effects of 12 kinds of antihypertensive drugs on morphology and density of HepG2 cells in vitro
4 讨论

4.1    从组成成分看西药主要是单一成分,但不排除混合物,而中药主要是混合物,但也有单一成分,所以化学成分的组成不是中药与西药的根本区别。中药与西药的根本区别在于中药具有中药药性,即四气五味、升降沉浮、归经、配伍、禁忌等,而西药没有。如果能赋予西药的中药药性,那么具有中药药性的西药就可以在中药理论指导下为中医所用,提高临床治疗效果。西药中药化的研究方法主要是通过临床观察、总结获得西药的中药属性。如对阿托品的研究结果表明其药性温,药味属苦兼有微辛,归心、肺、脾胃经,具温肺化痰、回阳救逆等功效,适于治疗寒症[17, 18]。利血平对阴虚阳亢、肝阳上亢高血压患者有效,痰浊内阻型高血压患者无效,综合归纳性凉、味甘、归肝经,具平肝潜阳、清泻肝火之功效[19]。头孢菌素对细菌感染之热证患者有效,寒证者无效,归纳其味苦、性寒,归肺、胆、膀胱经,具清热解毒、化痰燥湿功效,主治湿热证、痰热证、热毒证[20, 21]。几种治疗卒中的静脉用药的性味归经、功效主治及用法用量也有总 结[22]。吲达帕胺(寿比山)对痰湿壅盛型高血压患者的降压疗效及降压幅度均优于阴虚阳亢患者,且耐受性好[23]。吗丁啉的性味辛、苦、寒,归脾、胃、肝经,具有和胃降逆、疏肝清热、活血化湿的功效,主治功能性消化不良属肝胃不和、肝胃郁热、肝郁脾虚和脾胃湿热证型的患者[24]。氨茶碱味苦咸、性温、辛甘发散、入肺经,具温宣平喘、温肺化痰等功效[25]。以上结果证明西药确实具有中药特性,进行西药中药化研究是可行的[26, 27, 28, 29, 30]

4.2    药物作用于细胞可能会促进细胞的生长,也可能会抑制。以往对公认寒热性中药的验证实验表明促进表示热性,而抑制表示寒性。但也有例外,如附子公认为大热之药,而对细胞则表现为抑制。后来经过反复实验验证发现热性太强也会表现为抑制,但这种抑制当将浓度稀释时也会变为促进。也就是说有部分热药浓度大时表现为抑制,而浓度小时则表现为促进。据此普萘洛尔、培哚普利、雷米普利、氯沙坦钾、尼群地平、吲达帕胺、氢氯噻嗪均表现为热性,因为它们虽然浓度大时表现为抑制,但浓度小时为促进。

4.3    上述两组数据值得特别关注,一组是卡托普利、培哚普利、雷米普利。另一组是硝苯地平、氨氯地平、尼群地平。这两组药物在西药看来分属普利类和地平类降压药。前者属于血管紧张素转化酶抑制剂,后者属二氢吡啶类钙离子拮抗剂。对于西药来说同一类药物其作用靶点一样,药物结构中的药效团也一样。上述数据得出的寒热药性卡托普利为寒性,培哚普利、雷米普利为热性;硝苯地平和氨氯地平为寒性,而尼群地平为热性。这说明寒热药性的本质和西药的药效基团及作用靶点不是完全相关。西药中的非药效团结构对其寒热性质有重要影响。寒热药性与化学结构关系密切,同类化合物结构的变化会改变其寒热属性。这也为同一类西药通过改变结构调节寒热药性提供了可能。

4.4    本文对12种降压药进行了寒热药性的初步评价,实验结果判定如下:12种降压西药中作用于自主神经系统的药物利血平、倍他洛克为寒性,普萘洛尔为热性;影响肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAS)的药物卡托普利为寒性,培哚普利、雷米普利、氯沙坦钾为热性;作用于离子通道的药物硝苯地平、氨氯地平为寒性,尼群地平为热性;利尿药吲达帕胺和氢氯噻嗪为热性。所得结果为进一步研究提供了重要的参考线索。其中利血平[18]、吲达帕胺[22]、氢氯噻嗪[15]与已有的临床研究结果一致,说明本文所建立的方法是切实可行的。其余药物的寒热属性还未见临床研究,本文所得结果最终还需临床验证。如果得到证明,将为医生根据病患寒热体质选择更加有效的辨证施治药物提供指导,相信可以提高临床治疗效果,同时也会为西药中药化研究做出贡献。

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