何愛明,王乙林,林世明(.福建師范大學福清分校生物與化學工程系,福建福清350300;.福建省福清衛(wèi)生學校藥理教研組 ,福建 福清350300)
潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)又稱為非特異性潰瘍性結腸炎,是炎癥性腸病的一種,是臨床常見的一種消化道疾病,嚴重影響人類的健康,本病病變主要限于黏膜及黏膜下層,呈連續(xù)性非節(jié)段性分布,多累及直腸、乙狀結腸、左半結腸。臨床主要表現為腹痛、腹瀉、黏液樣血便、或有便秘、腹脹等消化道癥狀,常反復發(fā)作、纏綿難愈。其病因及發(fā)病機制尚未明確。近年來自由基在UC發(fā)病機制中的作用已成為研究的重要課題。研究提示,UC的發(fā)生、發(fā)展與氧自由基誘發(fā)的脂質過氧化有關[1]。
多年來,許多學者探索應用中醫(yī)藥治療UC,烏梅丸被廣泛運用于UC的臨床治療[2~4],收到很肯定的療效,但均未究其作用機制。烏梅(Fructus Mume)是由薔薇科植物梅(Prunus mume Sieb.et Zucc.)的干燥近成熟果實加工而成。烏梅始載于《神農本草經》,列為中品?!吨袊幍?2010年版一部收載的“烏梅”正品有烏梅、烏梅肉和烏梅炭3種,其性味歸經皆為酸、澀,平。歸肝、脾、肺、大腸經。其功能主治為斂肺,澀腸,生津,安蛔。用于肺虛久咳,久痢滑腸,虛熱消渴,蛔厥嘔吐腹痛;膽道蛔蟲癥。
本文通過測定過氧化物歧化酶(SOD)活力及丙二醇(MDA)含量水平的變化,進行探討烏梅對化學試劑誘導的小鼠UC的作用及作用機制,以期為今后進一步研究提供依據。
1.1 試劑與藥品 SOD、MDA試劑盒購于南京建成生物工程公司。其余試劑均為分析純。
烏梅購于宜又佳連鎖藥店,由云南白藥集團天紫紅藥業(yè)有限公司昆明中藥飲片廠生產,取烏梅(去核)加6倍量水,加熱煮沸30 min,雙層紗布過濾,濾渣再加同樣量水,加熱煮沸30 min,雙層紗布過濾,合并濾液于水浴加熱濃縮至所需濃度備用[5]?!吨袊幍洹?005年版一部規(guī)定人用劑量為6~12 g/d,因藥材水煮濃縮后制備出來的供試液極其黏稠,故高劑量組的給藥濃度設定為0.4 g/ml、10 ml/kg。小鼠低、中、高劑量按成人最大劑量的 5、10、15 倍給藥,即 2、4、6 g 生藥/(kg·d)。葡聚糖硫酸鈉(DSS)為上海前塵生物科技有限公司產品。
1.2 儀器 恒溫水浴箱為江蘇省太倉醫(yī)療器械廠產品,低溫離心機為珠海黑馬醫(yī)學儀器公司產品。
1.3 動物 健康昆明種小鼠,SPF級,雄性,體重為(20±2)g,90只。由福建醫(yī)科大學實驗動物中心提供,合格證號:閩實動質準第00205號。
2.1 造模方法 動物適應性飼養(yǎng)1周后,按體重大小隨機分為正常組、模型組、烏梅低、中、高劑量組5組,每組15只。動物禁食不禁水24 h,留取正常組15只動物,其余60只小鼠再參照文獻報道[6],用 3%DSS(分子量 500 000)溶液給小鼠自由飲水,連續(xù)7 d。造模期間每天觀察小鼠性狀、飲食、毛發(fā)、活潑狀態(tài)等。模型建立成功的標志為飲用3%DSS后出現稀便、腹瀉、大便隱血(+)或肉眼血便的任一癥狀。選取造模成功的小鼠隨機分入各組。
2.2 給藥與標本處理方法 造模成功后,即造模第8天開始灌胃,正常組、模型組分別給予0.33 ml生理鹽水灌胃,烏梅低、中、高劑量組分別按設計劑量給藥。每天一次,均連續(xù)給藥10 d,期間除正常組小鼠自由飲用生理鹽水,其他各組小鼠自由飲用3%DSS水溶液,并且每天定時稱量小鼠體重,進行隱血試驗和觀察糞便性狀。分別在試驗第5天、第10天,將小鼠稱重,并放入代謝籠中,收集小鼠大便,記錄大便性狀,且取部分糞便測定隱血。進行疾病活動度(DAI)評分,評分標準見表1。DAI=體重下降分數+大便性狀分數+隱血分數。
表1 疾病活動度評分
2.3 組織形態(tài)學評分標準與方法 給藥結束后脫頸處死小鼠,剪開腹腔,取全段結腸,剪開,生理鹽水洗干凈,平鋪于白板上置于放大鏡下肉眼觀察結腸大體形態(tài)、結腸黏膜損傷情況;將固定的結腸組織進行常規(guī)石蠟包埋、切片、HE染色,顯微鏡下觀察結腸組織形態(tài)學變化。按評分標準[7]進行組織形態(tài)學評分。
2.4 SOD、MDA的測定 取炎癥改變最明顯處的結腸粘膜組織,濕重200 mg,用4℃冰生理鹽水洗凈,除去血污,濾紙吸干,稱重用勻漿器在冰浴條件下制成勻漿,低溫離心機4 000 r/min離心15 min,取適量上清液分裝于EP管,-20℃保存,按試劑盒說明操作檢測SOD活力及MDA含量。
2.5 統(tǒng)計學分析 實驗數據應用SPSS11.0統(tǒng)計軟件進行處理。計量資料采用(±s)表示,組間差異采用單因素方差分析(One-Way ANOVA),經方差齊性檢驗后,方差齊時用 Scheffe法,方差不齊時用Games-Howell法。
3.1 小鼠一般情況的影響 試驗后第5~6天,造模小鼠出現腹瀉、飲食減少、體毛無光澤、第6~7天出現不同程度的肉眼血便,蜷縮,活動減少,體重減輕。經供試品治療7 d后,烏梅中、高劑量組無肉眼血便,可見松散大便。正常對照組小鼠一般性狀無明顯改變。
3.2 小鼠的疾病活動度評分 試驗結果顯示,烏梅低、中、高劑量組的DAI均降低,其中低劑量組與模型組比較具有顯著性差異(P<0.05),中、高劑量組與模型組比較具有極顯著性差異(P<0.01),低劑量組與正常組比較具有極顯著性差異(P<0.01),中劑量組與正常組比較具有顯著性差異(P<0.05),高劑量組與正常組比較無顯著性差異。評分結果見表2。
表2 各組小鼠的疾病活動度評分(±s)
表2 各組小鼠的疾病活動度評分(±s)
1)P ﹤0.05,2)P ﹤0.01,與模型組比較;3)P <0.05,4)P <0.01,與正常組比較。
組別 數量 劑量[g/(kg·d)]評分正常組15 0 0模型組 15 0 10.16±0.36低劑量組 15 2 7.86±0.211)4)中劑量組 15 4 3.35±0.242)3)高劑量組 15 6 2.16±0.172)
3.3 小鼠結腸黏膜損傷與評分 肉眼及光鏡下觀察模型組黏膜糜爛重,潰瘍多而且大,黏膜嚴重充血、水腫;烏梅高劑量組黏膜糜爛不嚴重,潰瘍小,黏膜充血、水腫程度輕;烏梅低劑量組黏膜糜爛較嚴重,潰瘍仍較明顯,黏膜充血、水腫程度亦可見及,無明顯減輕;烏梅中劑量組的組織損傷介于高劑量組和低劑量組之間。正常組動物未見及黏膜充血、水腫和糜爛,黏膜光滑平整。評分結果見表3。
表3 肉眼及光鏡下觀察各組小鼠結腸黏膜損傷與評分的比較(±s)
表3 肉眼及光鏡下觀察各組小鼠結腸黏膜損傷與評分的比較(±s)
1)P ﹤0.05,2)P ﹤0.01,與模型組比較;3)P <0.01,與正常組比較。
組別 數量 劑量 肉眼評分 光鏡下評分[g/(kg·d)]正常組15 0 0 0模型組 15 0 7.98±0.29 4.23±0.24低劑量組 15 2 5.98±0.231)3) 4.13±0.263)中劑量組 15 4 4.51±0.232)3) 2.19±0.211)3)高劑量組 15 6 1.16±0.242) 1.18±0.122)
3.4 小鼠結腸組織SOD活力與MAD含量 試驗結果顯示,烏梅低、中、高劑量組的SOD活力值雖均低于正常組,但均高于模型組,其中低劑量組與模型組比較無顯著性差異,中、高劑量組與模型組比較具有極顯著性差異(P<0.01),低劑量組與正常組比較具有極顯著性差異(P<0.01),中劑量組與正常組比較具有顯著性差異(P<0.05),高劑量組與正常組比較無顯著性差異,結果見表4。測得MDA含量中,烏梅低、中、高劑量組雖均高于正常組但均低于模型組,其中低劑量組與模型組比較無顯著性差異,中、高劑量組與模型組比較具有極顯著性差異(P<0.01),低劑量組與正常組比較具有極顯著性差異(P<0.01),中、高劑量組與正常組比較具有顯著性差異(P<0.05),結果見表4。
表4 各組小鼠結腸組織SOD活力與MAD含量的改變(±s)
表4 各組小鼠結腸組織SOD活力與MAD含量的改變(±s)
1)P ﹤0.01,模型組比較;2)P ﹤0.05,3)P <0.01,與正常組比較。
組別 數量 劑量SOD(U/g) MDA(nmol/g)[g/(kg·d)]正常組15 0 22.65±2.21 8.42±1.52模型組 15 0 11.03±1.95 36.75±2.02低劑量組 15 2 12.25±1.583) 31.16±2.612)中劑量組 15 4 18.28±1.591)2)15.84±1.631)2)高劑量組 15 6 19.32±1.881) 16.25±1.481)2)
DSS誘導的UC是一個重要模型,DSS破壞腸黏膜屏障,使粘膜組織凝固壞死,增加DSS的通透性,促進DSS在結腸中擴散,加重炎癥反應[8]。該模型具有操作簡單、重現性好、造型時間短等特點。因此比較適合該類藥物的研究與篩選。潰瘍性結腸炎(UC)是炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)的一種,IBD已被公認為是胃腸道中除惡變外最嚴重的疾病之一,流行病學實驗表明,結腸癌的發(fā)生、發(fā)展與結腸炎癥的反復發(fā)作密切相關,目前UC的病因與發(fā)病機制并不十分清楚。
近年來研究發(fā)現,炎癥介質(白三烯、前列腺素等)在UC炎癥反應中作用倍受重視,氧自由基(OFR)參與并且通過脂質過氧化反應產生這些物質。OFR在UC的發(fā)病中起重要作用,細胞中的脂類物質受到OFR作用時,發(fā)生脂質過氧化反應,產生一些分解產物,如MDA等。MDA為脂質過氧化的終末產物,其含量反映了組織中過氧化損傷程度。SOD是重要的過氧化物歧化酶,能有效地清除氧自由基,從而抑制腸組織中的脂質過氧化反應,并能穩(wěn)定細胞膜。SOD活力的高低間接反映了機體清除氧自由基的能力,而MAD的高低又間接反映了機體細胞受自由基攻擊的嚴重程度。本研究中,模型組小鼠的DAI評分和大體形態(tài)以及組織學評分均明顯高于正常組,模型組小鼠結腸中SOD活性顯著低于正常組。模型組小鼠結腸中MDA含量顯著高于正常組,這些反映了氧化應激過程。尤其是氧自由基誘發(fā)的脂質過氧化與潰瘍性結腸炎有關[9],可能是其發(fā)病機制之一。
本實驗結果表明,自由基與UC的結腸組織損傷密切相關,參考UC的病理過程,用烏梅治療后UC組織中的MDA含量降低,SOD活性提高,疾病活動度降低,組織病理改變明顯減輕,說明UC發(fā)病的自由基學說為減少MDA含量以及抗氧化治療提供了理論依據,降低自由基水平可以為治療潰瘍性結腸炎提供新的途徑。
[1]丁偉群,林庚金.潰瘍性結腸炎發(fā)病中白介素水平的變化[J].復旦學報,2001,13(4):61.
[2]吳邱保.加味烏梅丸與柳氮磺毗啶治療慢性潰瘍性結腸炎的療效比較[J].廣東醫(yī)學院學報,2006,24(5):487.
[3]郭洪波,羅玉梅,王靜波.烏梅湯加減治療潰瘍性結腸炎44例[J].新中醫(yī),2007,39(1):44.
[4]董少群,李耀清.烏梅丸加減治療慢性非特異性潰瘍性結腸炎64 例[J].河南醫(yī)藥信息,2002,10(17):45.
[5]王 璐,張紅宇,王 莉.烏梅及其炮制品大鼠長期毒性研究[J].云南中醫(yī)中藥雜志,2010,31(10):67.
[6]易先國,李 衛(wèi),吳海港,等.香連滴丸對潰瘍性結腸炎模型小鼠療效試驗[J].中國獸醫(yī)雜志,2010,46(11):28.
[7]張 濤,施 斌,陳建永,等.潰瘍性結腸炎大鼠結腸黏膜CINC-1及其受體CXCR2的表達及意義[J].世界華人消化雜志,2009,17(1):78.
[8]劉 穎,王 瑩.甘草酸二銨抗大鼠潰瘍性結腸炎作用及抗炎機制研究[J].中國新藥雜志,2007,16(14):2027.
[9]劉詩權,于皆平,冉宗學.銀杏葉萃取物抗肝纖維化作用的實驗研究[J].中華臨床醫(yī)藥,2002,3(11):1.