微流控肝、肾芯片在中药毒理研究中的应用

微流控肝、肾芯片是近年来进行新药研发、药效毒理研究和机制探索、疾病模型构建的优选模型载体。在美国食品药品监督管理局允许当动物疾病模型难以构建时,用体外模型数据代替动物模型数据进行新药申报的大背景下,微流控芯片因为具有高通量、能高度仿生生命体特征、可方便进行重复给药的正常或病理状态下的药物毒性评价且允许对培养物培养过程进行实时诱导、监测过程数据实时采集分析等优点而得到广泛的关注。在毒理学研究中,肝、肾芯片可以通过结合不同物种来源的2D单培养和共培养、3D培养、球状体/类器官细胞、精密切割肝、肾切片、永生化细胞系或夹心培养细胞系等培养物,构建适合不同物质药效毒理学检测的体外模型。该模型最大化模拟或保留肝脏和肾脏的脏器功能和体内微环境,包括特定的生理组织结构、多细胞相互作用/串扰、多器官相互协作/反馈等,以得到与体内实验数据相近或相同的结果,减少了不同种属之间的差异;同时大大减少实验动物的使用,降低了成本。微流控技术提供的微流体不仅能为内容物培养提供必要的剪切力微环境,还能解决目前由于肝、肾芯片培养过程中组织供氧不足、营养物质的缺失、代谢物堆积,导致的细胞凋亡甚至组织坏死纤维化,难以长期维持...     

基于雷公藤和雷公藤多苷片提取物肝毒性检测的微流控肝器官芯片技术研究

目的 使用一种在微米尺度空间对流体进行操控,以模拟体内微环境为主要特征的微流控肝器官芯片技术,评价雷公藤提取物（Tripterygium wilfordii extract,TWE）和雷公藤多苷片提取物（Tripterygium Glycosides Tablet extract,TGE）的肝脏毒性,比较微流控-精密肝切片、静态-精密肝切片、微流控-HepaRG细胞培养体系的差异性。方法 将新鲜的大鼠肝脏进行精密切片处理后,分别置于静态/微流控培养体系中进行培养,微流控-HepaRG细胞培养体系则是将HepaRG细胞接种到已预先接种人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVECs）的培养小室中加药培养;TWE终质量浓度为0.30、0.60、1.20 mg/mL（以生药量计）,TGE终质量浓度为31.25、62.50、125.00μg/mL,共孵育24 h后进行肝脏损伤标志物的测定及形态学观察。结果 在不额外添加药物的正常培养情况下,微流控/静态精密肝切片培养上清中丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferas...     

常山碱盐灌胃给药抗疟药效及急性毒性

目的:研究常山碱盐(dichroa alkali salt,DAS)抗疟药效及急性毒性作用,了解DAS作为抗疟药的成药性。方法:采用腹腔接种伯氏疟原虫制备鼠疟感染模型,进行体内抗疟药效评价(灌胃给药,每天1次,连续4 d),动态采集尾静脉血,涂片并吉姆萨染色,镜下观察疟疾小鼠疟原虫的转阴及复燃情况,计算转阴率和复燃率,并计算半数有效剂量(50%effective dose,ED50)。采用ICR小鼠对DAS进行急性毒性实验,观察小鼠一般状态,腹泻及死亡情况,计算半数腹泻剂量(50%diarrhea dose,DD50)和半数致死剂量(50%lethal dose,LD50),苏木精-伊红(HE)染色观察主要脏器的组织病理学变化。结果:鼠疟体内实验发现,DAS在较低剂量即可使感染小鼠全部转阴,但不能有效抗复燃,ED50为0.6 mg·kg~(-1),95%置信区间为0.5~0.7 mg·kg~(-1)。小鼠急性毒性研究发现,给予DAS后,动物活动减少、行为倦怠,毛色无光、畏冷、进食、饮水欠佳,轻者腹泻、重者便血甚至死亡;DD50为7.9 mg·kg~(-1),95%置信区间为6.3~10.0 mg·kg~(-1),LD50为10.8 mg·kg~(-1),95%置信区间为8.5~13.8 mg·kg~(-1);大体解剖发现,给药组小鼠胃明显膨大,脾脏、盲肠萎缩,肠道内容物呈泔水样变化;HE染色发现不同剂量组肝脏、脾脏、胃和盲肠出现了不同程度的病理组织学损伤。以DD50和LD50为指标,计算DAS的治疗指数(therapeutic index,TI)分别为13.17,18.00。结论:DAS在较低剂量即可使感染疟原虫的模型小鼠全部转阴,但是毒性大,安全窗窄。     

筋骨草总环烯醚萜对乳腺癌干细胞特性的干预作用及其机制分析

目的:研究筋骨草总环烯醚萜(iridoids in Ajuga decumbens,ADI)对乳腺癌干细胞特性的干预作用及分子机制。方法:采用无血清悬浮微球体形成实验,transwell迁移和侵袭实验检测乳腺癌干细胞自我更新能力、运动和侵袭能力。流式细胞法分析CD44+CD24-/low细胞亚群比例。蛋白免疫印迹法(Western blot)检测肿瘤干细胞干性相关蛋白,细胞外信号调节激酶(ERK)和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB或Akt)信号通路相关蛋白的表达。结果:5~80 mg·L-1ADI能浓度依赖性降低乳腺癌MCF-7细胞微球体形成的数量和体积,减少CD44+CD24-/low细胞亚群比例(P0.05,P0.01)。10~40 mg·L-1ADI对乳腺癌MCF-7干细胞的迁移和侵袭能力有明显抑制作用(P0.05,P0.01)。进一步研究发现,ADI能明显降低p-ERK,p-Akt,干性标志物八聚体结合转录因子-3/4(Oct-3/4),SRY相关的HMG盒转录因子-2(Sox-2)和胚胎干细胞转录因子(Ecat4或Nanog)蛋白表达(P0.05,P0.01)。结论:筋骨草总环烯醚萜能有效地抑制乳腺癌干细胞的自我更新和转移潜能等"干性"特性,作用机制可能与其调控ERK1/2丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和PI3K/Akt信号通路,下调相关干性标志物表达有关。     

痰热清吸入溶液的药效学评价

目的:明确痰热清吸入溶液的镇咳、祛痰、解热及抗炎作用,为该制剂的进一步研发提供依据与数据支撑。方法:采用小鼠氨水引咳法及气管酚红排泌法分别观察痰热清吸入溶液的镇咳及祛痰作用;通过腹腔注射细菌脂多糖(LPS)建立大鼠发热模型,观察痰热清吸入溶液的解热作用;通过雾化吸入LPS建立大鼠急性肺炎模型,观察痰热清吸入溶液的抗炎作用。结果:痰热清吸入溶液可减少由氨水引发的小鼠咳嗽次数,增加小鼠气管酚红排泌量;降低LPS所致的大鼠体温及其相关调节因子前列腺素E2(PGE2)和环磷酸腺苷(c AMP)的水平;降低LPS所致大鼠急性肺炎支气管肺泡灌洗液(BALF)中白细胞(WBC)计数和中性粒细胞比例(NEUT),降低肺组织中核转录因子-κB(NF-κB)和白细胞介素-1β(IL-1β)的水平。结论:痰热清吸入溶液具有明显的镇咳、祛痰、解热及抗炎作用,值得进一步研发和推广。     

博来霉素不同给药方式致大鼠肺纤维化模型探讨

目的:比较博来霉素(BLM)气管灌注、尾静脉注射及雾化吸入致大鼠肺纤维化模型的优劣,以便筛选出最佳的给药途径。方法:选择SPF级雄性SD大鼠80只,采用体重随机分组法将其分为正常组,单次气管灌注组(10 mg·kg~(-1)),多次气管灌注组(5 mg·kg~(-1)),单次静脉注射组(150 mg·kg~(-1)),多次静脉注射组(50 mg·kg~(-1)),单次雾化吸入模型组(30 min),多次雾化吸入模型组(30 min)。观察给药后7,14,28 d各组大鼠死亡情况及体质量变化。给药后28 d,观察各组大鼠肺系数,取大鼠肺组织制备石蜡切片并进行苏木素-伊红(HE)及马松(Masson)染色,并通过酶联免疫吸附测定(ELISA)检测肺组织中羟脯氨酸(HYP)和纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)含量,评价各组大鼠肺泡炎及肺纤维化程度。结果:与正常组比较,气管灌注组的大鼠死亡率在所有药物处理组中最高。大鼠肺系数的测定结果显示,与正常组比较,多次静脉注射组和多次雾化吸入组大鼠的肺系数显著升高(P0.05,P0.01)。雾化造模组较高于其他模型组,多次雾化模型组高于单次雾化模型组。大鼠HE及Masson染色结果提示,气管灌注组、静脉注射组和多次雾化吸入组大鼠肺组织中肺间隔增厚和肺间质纤维化程度较高,其中多次雾化模型组较其他组肺纤维化程度最为明显。ELISA结果发现,与正常组比较,雾化吸入组和气管灌注组大鼠肺组织中HYP和PAI-1含量显著升高(P0.05)。多次雾化吸入组与单次雾化吸入组显著高于其他造模组。结论:多次雾化吸入博来霉素制备肺纤维化模型,造模大鼠的病理损伤和生理指标相对稳定,符合肺纤维化的演变过程,是一种有效的肺纤维化模型制备手段。     

西沙诺丽通便和降糖作用的药效学研究

目的:观察西沙诺丽的通便和降糖的药效。方法:ICR小鼠,灌胃给予不同剂量的西沙诺丽冻干粉,观察对正常小鼠小肠运动和对盐酸洛哌丁胺导致便秘模型小鼠首粒排便时间、排便粒数及粪便重量的影响。观察西沙诺丽冻干粉对链脲佐菌素导致小鼠糖尿病模型和对正常大鼠血糖和糖耐量的影响。结果:西沙诺丽能够显著增加正常小鼠小肠推进率,可明显缩短盐酸洛哌丁胺导致便秘模型动物首次排便时间,能够显著增加模型动物排便次数和动物粪便重量。西沙诺丽能够显著降低链脲佐菌素导致糖尿病模型血糖水平,但是对正常大鼠血糖和糖耐量的没有明显影响。结论:西沙诺丽冻干粉具有通便和降糖作用。     

幼龄大鼠给予芩暴红止咳口服液的非临床安全评价

目的：从多指标观察幼龄大鼠连续灌胃给予芩暴红止咳口服液13周可能引起的毒性反应和毒性靶器官,为临床应用提供参考。方法：120只雌、雄大鼠1:1同笼交配,记录仔鼠出生日期,至仔鼠出生20 d,取同日出生的仔鼠,按体质量随机分为对照组和芩暴红止咳口服液12.3、24.6、49.2 g·kg^-1(以生药量计)组,每组40只,雌雄各半。仔鼠出生21 d开始,给予相应剂量的芩暴红止咳口服液,对照组给予超纯水,给药体积为10 mL·kg^-1,每天给药2次,连续给药13周。观察动物的一般症状,进行体质量、摄食量、身体发育指标和生殖器官发育检查。分别于给药4周、13周和恢复期处死大鼠,检测相关指标,包括神经行为学、骨密度、免疫、眼科、尿常规、血液学指标、血液生化学指标、脏器系数和组织病理学。结果：与对照组比较,芩暴红止咳口服液低、中、高剂量组大鼠感觉功能、运动协调能力、学习记忆能力、骨密度、免疫功能、生殖器官发育及功能、眼科、尿常规、血液学指标、血液生化学指标、脏器系数和组织病理学均未见明显异常。结论：以多时间点、多指标体系可对中药复方制剂芩暴红止咳口服液进...     

基于药物代谢酶CYP3A4的乌头碱配伍人参皂苷、甘草苷的减毒机制研究

目的 考察乌头碱配伍人参皂苷Rb₁、甘草苷后对HepG2药物代谢酶（Cytochrome P450,CYP450）中3A4亚型的报告基因荧光活性、mRNA转录及蛋白翻译水平的影响。方法 将pGLuc-CYP3A4报告基因质粒与pcDNA3.1-hPXR表达质粒共转染HepG2细胞,检测乌头类生物碱、人参皂苷和甘草的单体成分对CYP3A4的激活效应;并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）及Western blotting技术检测人参皂苷Rb₁、甘草苷与乌头碱对CYP3A4 mRNA及蛋白水平的影响。结果 报告基因模型检测结果显示,与对照组比较,乌头碱、新乌头碱、次乌头碱和乙酰乌头碱能下调CYP3A4报告基因荧光强度（P<0.05）,其中乌头碱下调能力最强,人参皂苷Rb₁、Rc、Re、Rg1以及甘草苷、异甘草苷、甘草素和甘草酸均能上调报告基因的荧光强度（P<0.05、0.01）,其中人参皂苷Rb₁和甘草苷上调能力最明显;同时乌头碱能下调CYP3A4 mRNA与蛋白表达水平（P<0.05、0.01）,人参皂苷Rb₁和甘草苷能逆转乌头碱下调CYP3A4的能力（P<0.05、0.01）。结论 人参皂苷Rb₁、甘草苷与乌头碱配伍后可上调CYP3A4的表达,减少乌头碱在体内蓄积时间,起到减毒的作用。     

人参四逆汤及其有效成分对戊巴比妥钠所致心肌细胞损伤模型的保护作用

目的:探讨人参四逆汤及其有效成分对戊巴比妥钠所致心肌细胞损伤的保护作用及其机制。方法:H9C2细胞经传代培养后,分别给予人参皂苷Rb20. 01,0. 1,1μmol·L~(-1),Re 0. 01,0. 1,1μmol·L~(-1),异甘草素(isoliquiritigenin,ISL) 20,40,80μmol·L~(-1),甘草次酸(glycyrrhetinic acid,GA) 10,20,40μmol·L~(-1),人参四逆汤10,100,400 mg·L~(-1),作用4 h,经0. 1%的戊巴比妥钠作用30 min后,检测细胞存活率,乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH),脂质过氧化物丙二醛(malondialdehyde,MDA),Na+-K+-三磷酸腺苷(ATP)酶,Ca~(2+)-ATP酶活性,同时采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测过氧化物酶体增殖活化受体共激活因子~(-1)α(peroxisome proliferative activated receptor,PGC~(-1)α),B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(Bax),半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3) mRNA的表达情况。结果:人参四逆汤及其有效成分对心衰细胞模型有保护作用,与正常组比较,模型组细胞存活率显著下降,LDH,MDA含量显著升高,Na+-K+-ATP酶活性升高,Ca~(2+)-ATP酶活性显著降低,PGC~(-1)αmRNA表达下调,Bax,Caspase-3 mRNA表达(P 0. 01),证明模型成立。与模型组比较,各给药组显著升高细胞存活率,降低LDH,MDA含量,抑制Na+-K+-ATP酶活性,提高Ca~(2+)-ATP酶活性,上调PGC~(-1)αmRNA表达,抑制Bax,Caspase-3 mRNA表达(P 0. 05,P 0. 01)。结论:人参四逆汤及其有效成分对心衰细胞模型有显著保护作用,且其作用机制与抗氧化,改善线粒体能量代谢,抑制线粒体凋亡途径有关。