Nghiên cu kh ng viêm
ca Wedelolacton t cây nh nu tr
bnh nhim trùng nng và choáng nhim trùng
thông qua th th Dectin 1
i hc Khoa hc T nhiên, Khoa Sinh hc
LuChuyên ngành: Sinh hc thc nghim; Mã s: 60 42 30
ng dn: TS. Trnh Tng
o v: 2011
Abstract: Tng quan v vai trò ca d thng min di vi bo v
th. Trình bày khái nim viêm, nhim trùng nng và choáng nhim trùng
n dch bm sinh ca vt ch ng quá trình nhim vi
khun. Tìm hiu cây nh ni và vai trò ca Wedelolactone trong qúa trình
chng viêm. Nghiên cu kh u hòa ca Wedelolactone trong quá
trình sn xut cytokine tin viêm và quá trình to phn ng oxy hóa trong
BMDM thông qua cu t c hiu ca Dectin-u qu u tr
ca Wedelolactone trong chut b nhim trùng nng và choáng nhim
trùng gây ra bt qu và tho lun: kh ng ca
t bào không b ng b
zymosan kích thích t bào BMDM sinh cytokine;
Keywords: Sinh hc thc nghim; u tr bnh; Sinh hc; Cây nh ni;
Bnh nhim trùng
Content
Nhim trùng nng và choáng nhim trùng là hi chi viêm h
thng do nhim trùng. Ngay c u tr t l t vong do nhim trùng nng và
choáng nhim trùng gn 40%. Tn sut ca nhim trùng nng và choáng nhim trùng gia
i M vong
1. VAI TRÒ CA H THNG MIN DI VI BO V
Min dch bm sinh và min dng là hai long min dch bo v
quan tri vi ng vng. Min dng bm sinh có vai trò
o v i không có kh n dng lp li các mm
bnh và tr ng min dc hiu. Min dng nhn dng mm bnh
da vào chn lc mt vùng c th nh vô s các t bào lymphocyte mang rt nhiu th
th c hiu kháng nguyên mà cho phép h thng min dch có th nhn dng bt k
kháng nguyên bên ngoài xâm nh. H thng min dch bm sinh s dng vô
s các th th nhn dp ng ti nhng mm bu
c. Quá trình nhn dng mm bnh ca các th th có mt vai trò vô cùng quan
trng trong quá trình truyn tín hiu ti nhng viêm, sn xut nhng t bào hiu
qu mi tham gia vào quá trình viêm cc b và bu nhng ca quá trình
min dng. Vô s các th th nhn dng mm bnh mu (PRR) bao gm th th
Toll-like (TLR), lectin, Dectin-1 và các th th scavenger quynh ti kh ng
xót ca vt ch bng quá trình nhn dng nhng mu phân t trên mm b
khun, virut, nm có cu trúc gi th riêng bic gi là PAMP
(pathogenic associated molecules pattern). Quá trình nhn dng mm bnh bng quá
trình thc bào kích thích thc bào hóa, sinh ra cytokine, chemokine tin viêm, và thm
u ca min dng.
2. KHÁI NIM VIÊM
Viêm (inflammation) là mt phng sinh hc phc tp ca các mao mch vi
các v trí b
do b kích thích bi các mm bnh hay là nhng t
bào b hng. Quá trình này nhm bo v i b hay sa cha nhng v trí
kích thích b li.
an,
rostaglandins (PG),
leukotrienes (LT), histamine, bradykinin, nhân
-1.
,
. Quá trình tit ra ca các ch
dòng chy ca máu ti nhng vùng b xâm nhp và dn ti hing b , nóng. Mt
vài ch p dòng ch
n ti b .
s dn ti hiu qu ng thái mt cân b
chi
huyt (fibrin). Quá trình nghn mch, thiu máu cc b, các mô b t là hu
qu tip sau dn ti viêm nng và choáng do viêm, mt ch
vong [23].
3. NHIM TRÙNG NNG VÀ CHOÁNG NHIM TRÙNG
Nhim trùng có th t ph ca nhu kin lâm sàng gây
ra bng min dch ca bnh nhân ti quá trình nhi
bi viêm h th [6,7,8]. Các bnh nhân mc nhim trùng nng và
choáng nhim trùng trng min dch [7]
nhp thông qua vô s hiu qu khác nhau. H thng min dch bm sinh có th
ng nht trong quá trình viêm nhim.
4.1. Các th th nhn dng mm bnh (PRRs)
Th th nhn dng mm bc chia làm
ba nhóm chính bt ngun t v trí trong t th huyt thanh hoc phn dch
ca mô; màng t bào hay cytoplasm; hay nm trên màng hoc trong dch t c
xem là th th nhn dng mm bnh [19]. Mi nhóm th th PRR có các phi t c
hiu c có th nhn dng mt loi vi sinh vt nhnh [19]. Các th th
này có th nhn dng mm bnh mt cách trc tip (không thông qua opsonin) hoc gián
tip (thông qua oposonin) [19i vi In vivo, nhiu th th có th nhn
dng vi khun ng trí. Các phn có ngun gc t nm hay
mm lc nhn bng PRR ging th TLR, th th mannose, b th 3 (CR3),
và dectin-1 [20]. Quá trình nhn dng mm bnh ca PRR kích thích quá trình sn xut
cytokine và chemokine dn ti quá trình hong và sinh ra các t bào khác tham gia
ti v viêm nhim. T n ti nhng phn ng ca min
dng [12].
Fungi
TLR2
TLR6
Mannose
receptor
Dectin-1
CD11b
CD18
min dch bng vt có vú thông qua m i vi quá
trình nhim trùng [16]. Cht -glucan là mt thành phn quan trng trong v ca t bào
ca nm. T bào có th nhc thành phn này khi xâm nh vao s
hong ca th th Dectin-1. Th th này nm trên màng t bào có mn kiu C
lectin gn vi loi màng kiu II và có mn bên trong cytoplasma ca t bào cùng
vi mt phn hong da vào th th min dch tyrosine [8].
Dectin-c biu hin trên các dòng t i thc bào, t
bào trung tính và t bào tua [16n nay th th Dectin-c hiu rt rõ là
mt th th biu hin mnh nhi thc bào trong quá trình thc bào ca nc
bit th th này có th nhn dc hii vi -glucan hoc zymosan (mt cht có
cha mng ln -c tách chit t ng
thi vi quá trình nhn dng vi sinh vt s sn xut ra các cytokine, chemokine,
quá trình thc bào hóa, git mm bnh bng sn xut ra các peptide kháng vi sinh vt,
phn ng oxy hóa (ROS) và RNS [16].
4.4. Th th Dectin-1 hong cùng v nhn dng các phi t có ngun
gc t vi sinh vt
Zymosan là mt hp ch ng -glucan trong thành t bào ca
Saccharomyces cerevisiae chim phn chính [8,16]. Thành phn ca zymosan có -
glucan, mannan, và chitin. Thành phc nhn dng bng mt s th th chng
h-1, th th mannose, và CR3 [16]. Chc chng
minh là kích thích i thc bào và quá trình viêm c in vivo và in vitro [16].
Dectin-1 hong cùng vi mt s nhn dng ra nm [16]. Th th này
cùng vi TLR2, Dectin-1 nhn dng ra zymosan hoc nm Candida albicans truyn tín
hiu hòa hong ca yu t nhân kích hot t bào T (NFAT) và quá trình sn
xut interleukin (IL)-2, IL-10, và IL-12 p70 trong t bào dendritic [16, 26]. Dectin-1
c bào, ho ng ca yu t t phân bào (ERK)1/2
(extracellular signal-regulated kinase), và quá trình sn xut các cytokine tin viêm cùng
v nhn dng ra Mycobacterium abscessus a, Dectin-1 tham gia
cùng vng min dch bm sinh ti nhn Mycobacterium
ulcerans kích thích sinh ra gc oxy hóa (ROS) và sn xut ra chemokines và IL-37
Hình 2: -
cm min da, chúng có tig vô cùng to ln trong hong
kháng viêm và gim quá trình min dch không có l [9,17, 21].
Nhìn chung, quá trình viêm h thng mt ki c
a nhim trùng, ca triu chng viêm cng hô hp. Mt chc bit
t glucocorticoid, có th làm gi mc plasma ca
protein C, phospholipase A2, và loi b bt các t bào neutrophil trong các bnh nhân b
nhim trùng nng và choáng nhim trùng [22]. Nhng nghiên cu gng ch ra
cht này có th u hòa hu ht các cytokine tin viêm [11], bao gm c ch các
cytokine có vai trò quan trng trong min dch bm sinh và nhim trùng [22]. Hiu qu
cc chng minh trong các bnh nhim trùng nm vi
khun meningitis, pneumocystis pneumonia, typhoid fever, và nhng hp nhim
H5N1 [11].
4.6 ROS và p47phox
4.6.1.Gc oxy hóa ROS
ROS (reactive oxygen species) là mi din nh ca phn ng oxy hóa, bao
gm superoxide (O
2
-
) anion, hydrogen peroxide (H
2
O
2
), peroxyl (ROO
-
) radical, acid
(HOCl), ozone (O
3
c to ra thông qua mt lot các phn ng mà bu
Hình 3: Quá trình liên k to ra ROS (gc oxy hóa)
Ở trạng thái bất hoạt của tế bào, các prtotein thuộc cytoplasma bao gồm phức hệ p40phox,
p47phox, và p67phox, và guanosine diphosphate (GDP), không liên kết với dạng cytochrome
b
558
bao gồm gp91phox (Nox2) và protein p22phox. Khi ở trạng thái hoạt động, có sự thay đổi
của GDP đối với guanosine-5'-triphosphate (GTP) trên Ras được xem như là độc tố C3
botulinum dẫn tới kích hoạt. Lúc này, p47phox được phospho hóa và truyền tín hiệu tới và làm
cho phức hệ p67phox, p40phox được chuyển tới trên màng tế bào plasma. Quá trình phospho
hóa của p47phox sẽ làm thay đổi cấu trúc dẫn tới tương tác với p22phox. Quá trình chuyển tới
màng của phức hệ p67phox, p40phox sẽ làm cho p67phox tương tác với Nox2. Cuối cùng enzym
GTP trên Rac tương tác cùng với Nox2. Phức hệ được hoạt động và tạo ra superoxide (O2
-
)
bằng chuyển electron từ NADPH trong cytoplasma thành oxy hóa ra ngoài tế bào [14].
4.7. Vai trò ci thng viêm
i thc bào (macrophage) là nhng t bào bch cu, phân nhóm thc bào, có vai
trò quan trng trong h min dch c hi min dc hiu
ng vng. Vai trò chính ca chúng là thc bào các thành phn cn bã ca
t bào và các tác nhân gây bnh. ,
trò các t bào trình din
.
(4)
in vitro
in vitro,
.
,
.
s in vivo
. : i)
carrageenan,
.
tro
[15]; iii)
(chronic inflammation )
,
. ,
c tiêm
.
,
cytokine, chemokine tin viêm (TNF-a; IL-6, IL-8) và kháng viêm(IL-10),
interferon, quá trình phospho hóa các yu t t phân bào protein kinase (MAPKs), hay
phn ng ôxy hóa.
.
6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CC
6.1.Tình hình nghiên cc
3 :
6.1.1. (NSAID)
,
.
(COX),
(PG) hromboxane (TX).
.
. Tuy nhiên, salysilate,
.
phospholipases A 2, 2
.
,
, TX . 2
,
[31]
.
6.1.3.
8400 Da.
[31].
6.2. Tình hình nghiên cc
Vic có khí hu nhii gió mùa, nóng và m nên kh c các
bnh nhim trùng nng và choáng khun do viêm là rn nay, viêm nng và
choáng do viêm vn là mt trong các nguyên nhân chính ca nhng ca t vong các
bnh nhân cc bing hp này vn tip tng khp c
trên th gii và Vit Nam.
,
Vic có ngun tài nguyên sinh vt rc bit v
thc vt. Theo thng kê ca Vic lin c ta có gn 4000
loài thc vt, 22 loài tng vc dùng làm thuc các m
n nhiu loài to bing vt bi c dùng
làm thuc[2]. Các s liy ti to ln ca nguc liu Vit
Nam có th s dng trong các nghiên cu sàng l
ng cht có hot tính
c hc quý hit chng viêm mi có hiu qu cao mà không gây
ra các phn ng ph. Tuy vy, có th nói các nghiên cu khoa hc mt cách có h thng
và chi tit v ng và s dng các cht hot tính sinh
hc t ngun tài nguyên sinh v phát trin thành các sn phm thuc mi,
phc v cho bo v c khe cng còn rt hn ch.
c nghiên cu và ng dng các cht kháng viêm, có th nói rng
thng và mô hình nghiên
cu hii v quá trình viêm và tác dng ca cht ch
phát trin các sn phm thuc có th c trên th ng Vit Nam và quc
t. Các nghiên cu v c thc hin ch yu Vic li
i hi hc Y Hà Ni và Hc vin Quân y 103. Các nghiên
cu
này mi ch dng mc tc mô hình gây viêm thc nghim in
rong
[1].
Sargassum swartzii Ulva reticulata
[1].
,
.
, chúng ta còn thiu các
nghiên cu hii v
t chun quc t hay nghiên c
ng ca cht nghiên cu lên các th th
GC, m gii phóng các chc tit ra trong quá trình tin viêm và
viêm, các tín hic hic bi
sàng lc in vitro cho phép sàng lc nhanh, chính xác và hiu qu các ch
mi t các ngun nguyên liu khác nhau.
7. CÂY NH NI VÀ VAI TRÒ CA WEDELOLACTONE TRONG QUÁ
TRÌNH CHNG VIÊM
7.1. Cây nh ni
Thc vt là ngui vi nhng sn phc hc. Trên th gii, nhng
thc vc hc s dng truyn thn xut ra mt lot nhng hp
cht có rt nhiu ticha bnh. Vic hn xut
nhiu sn phm có ngun gc t thc vt mang nhc tính mi. Thc vt làm
thut phn quan tru tr mt s bnh thông qua nhc tính
quí giá [2]
Cây nh ni hay là cây c mc, hàn liên tho (danh pháp khoa hc: Eclipta alba
Hassk, hoc Eclipta prostrata L.) là mt loài cây thuc H Cúc.
kháng li n c ca rn [32]. Trong y hc truyn thng ca Trung Quc,
c s du tr nhng bnh v gan, các bnh viêm nhim virut
[30]a, Wedelolactone có kh m s phát trin ct
s nghiên c Wedelolactone có kh c ch s phát trin ca dòng t
n lit tuyn, tuyn yên, và hiu qu trên dòng t bào MDA-MB-23 (t bào
[30]. Ngoài ra, mt tính ca Wedelolactone tách chit t cây nh
nc tin hành ti Phòng Thí nghim Trm Công ngh Enzym và Protein-
i hc Khoa hc T nhiên Hà Nng kt qu
kh chúng tôi tip tc nghiên ca v kh
a bnh nhim trùng nng và choáng nhim trùng ca hot cht tim
th Dectin-1 và in vivo trên chut b
choáng nhim khun do tiêm zymosan mt cu t c hiu ca th th Dectin-1, góp
phn làm sáng t vai trò ca hot cht Wedelolactone trong u tr chng viêm.
: U
NG NGHIÊN CU
ng vt thí nghim
Chuc mua t Vin v sinh dch t Trng chut t 18-
20gram.
2.1.2. Hóa cht
c cung cp t Phòng Thí nghim Trm Công ngh Enzym
và Protein. Cu t c hiu ca Dectin-1: zymosan (sigma, M), ELISA kit IL-6, IL-10,
TNF, IL12p40 (BD Bioscience, Mm t bào sng cht (CellTiter 96® AQueous
One Solution Cell Proliferation Assay, Promega, M). Laminarin (cht c ch Dectin-1),
Galactan (ch i ch t mua ca hãng Sigma. Thuc
chng viêm Desamethasone (mt loi thuc s dng chng nhim trùng nng và choáng
nhim trùng, Sigma, M).
2.1.3. Thit b nghiên cu
T m CO2, T cc ELISA(bio-rad, M), T lnh: Kính
25
50
75
100
T L T
BÀO SNG
(%)
30 (g/ml )
Hình 8: i vi t bào BMDM
BMDMs được nuôi với mật độ 1×10
5
tế bào/ giếng. Sau 3-4 ngày, các tế bào này được
sử lý cùng với Wedelolactone ở các nồng độ lần lượt là 10, 20, 30 μg/ml. Các tế bào sống đã
được đo bằng kit đếm tế bào. Dữ liệu chỉ ra sự sai số của ba thí nghiệm độc lập
bào BMDM sinh cytokine
nh vic kích thích quá trình sinh các cytokine tin viêm và kháng viêm ca
BMDM bng vi m là
Wedelolactone có kh m st, ch
ca nó trong quá trình truyn tín hiu viêm gây ra bi zymosan vc chng
u qu c vi
các n khác nhau ca Wedelolactone trong 45 phc tip
vi zymosan sau 18 gi. T hình 10 cho thc ch quá trình sn
xut cytokine tin viêm TNF, IL-6, IL12p40. Trái li vi protein kháng viêm IL-10
thì Wedelolactone li không có kh c ch. T kt qu này cho thy vi n 0
5000
10000
15000
0 4 8 18 48 (h)
0
4000
8000
12000
4 8 18 48 (h)
0
2000
4000
8000
10000
0 4 8 18 48 (h)
0
5000
10000
15000
0 4 8 18 48 (h)
Hình 10: Wedelolactone c ch quá trình sinh cytokine tin viêm trong BMDM
c kích thích bng zymosan
u hòa quá trình sinh cytokine tin viêm thông qua th th
Dectin-1
Th th Dectin-1 tham gia chính trong quá trình nhn dng min du
ca nm thông qua liên ku tra xem có
kh c ch quá trình sn xut i vi m
c cùng vi mt s n n ca laminarin, mt cht có
kh c ch quá trình ho ng ca th th Dectin-1 [27], hoc polysaccharide
galactan các n gin sau 45 phút. Tip theo, các t c
cùng vi Wedelolactone (hình 11A), Dex (hình 11c khi vi zymosan. T bào
cùng vi Laminarin xut hic li vi t bào không s lý
vi Laminarin hình 11A. Các cytokine TNF--n theo
n ca Laminarin. Trái li, các t c s lý cùng vi polysaccharide galactan
vn cho kt qu gi c s lý vi Wedelolactone. Git qu
zymosan
0
W
zymosan
DM 2.5 5 10 20 µg/ml
zymosan
Hinh 11A, các kt qu t qu . Nhng kt qu này gi ý
rng th th Dectin-1 có m n trong quá trình Wedelolactone và Dex
truyc ch zymosan kích thích sinh ra cytokine tin viêm trong BMDMs.
Hình 11: Wedolactone hong viêm kích thích bng
zymosan thông qua th th dectin-1.
5. Wedelolu khin quá trình sinh ROS do zymosan kích thích thông qua
th th Dectin-1
Zymosan có th kích thích quá trình sn xui thc bào [16]. Tuy
nhiên, vai trò ca Wedelolactone trong quá trình sinh ROS do zymonsan kích thích
trong BMDB v c cùng vi
Laminarin ho c khi vi Wedelolactone (20g/ml) hoc
c tip vi zymosan trong 30 phút. Các t bào
này tip t c v ra Hình 12A,
o ra ROS, tuy nhiên quá trình sn xu c ch bi t
c v i vi t bào c
lam gal
M ĐC ĐC
W
Dexa
A B
0
4800
1200
2400
3600 0
8000
2000
4000
6000
IL-6
0
800
Wedelolactone 30 mg/ml. T kt qu này, cho thy Wedelolactone có th ci thic
u tr chut b nhim trùng nng và choáng nhim khun ti n 20
mg/ml.
A B
Quá trình
sản xuất
ROS(O
2
-
)
Zym
W
lam+
W
gal+
W
Quá
trình
sản xuất
ROS(O
2
)
Zym
Dexa
lam+
Dexa
gal+
Dexa
***
xót(%)
W= 30 mg/ kg (n=10)
ĐC (n=10)
P=0.0123* 0
100 (h)
0
20
40
60
80
100
0
100 (h)
0
20
ĐC ĐC W
Zym
1500
500
1000
0
2000
Nồng độ
cytokine
(pg/ml)
IL-6
ĐC ĐC W 7. Wedel m kh n xut cytokine trong chut b nhim
trùng nng và choáng nhim trùng
Hình 14: c ch quá trình sinh cytokine tin viêm trong chut b
nhim trùng nng và choáng nhim trùng
8. Hiu qu ca Wedelolactone và Dexamethasone trong chut b nhim trùng
nng và choáng nhim trùng
2000
IL-6
0
20
40
60
80
100 (h)
0
20
40
60
80
100
Khả
năng
sống xót
(%)
W(20mg/kg)
Dex (1mg/kg)
ĐC
,
,
(2010)
(Sapium sebiferum) t
(Clerodendrum Chinese var. simplex (Mold) SL Chen)
. Tạp
chí Dược học. 50(414): 20-23.