郭玉星,熊 輝,易法銀,朱方曉,陸小龍,周 彪,齊新宇,向黎黎,邵先舫
(1. 常德市第一中醫(yī)醫(yī)院 常德 415000;2. 湖南省中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院 長沙 410006;3. 湖南中醫(yī)藥大學(xué) 長沙 410208;4. 湖南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院 長沙 410005)
痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎為結(jié)晶尿酸鈉誘導(dǎo)關(guān)節(jié)及其周圍組織發(fā)生的急性炎癥反應(yīng)。痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎患病率與日俱增,全球成人發(fā)病率1%-6%[1]。秋水仙堿、非甾體抗炎藥等臨床抗痛風(fēng)化學(xué)藥物,易于引發(fā)肝腎損傷、骨髓抑制等不良反應(yīng)。痛風(fēng)屬中醫(yī)學(xué)“痹癥”、“歷節(jié)”等范疇,應(yīng)用四妙丸等古方可安全有效治療痛風(fēng)[2]。蠲痹歷節(jié)清方由蒼術(shù)、黃柏、黃芩等組成,具清熱、利濕、散瘀功效,為臨床驗(yàn)方,可顯著改善痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎癥狀,降低尿酸,且安全性高[3]。動物試驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),蠲痹歷節(jié)清方具有抗炎消腫作用,可減輕關(guān)節(jié)滑膜組織炎細(xì)胞浸潤,抑制炎癥因子IL-1β、IL-6、TNFα 表達(dá)[4-5],并上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ),下調(diào)Toll 樣受體4(TLR4)、核轉(zhuǎn)錄因子kappa B(NF-κB)[6-8],提示TLR4/NF-κB 信號通路可能參與了蠲痹歷節(jié)清方抗痛風(fēng)炎癥效應(yīng)。本研究在體外痛風(fēng)細(xì)胞模型上,采用藥血清藥理學(xué)方法,進(jìn)一步驗(yàn)證探究蠲痹歷節(jié)清方抗痛風(fēng)炎癥作用及其分子機(jī)制。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物及細(xì)胞
健康2月齡SPF級SD雄性大鼠10只(動物合格證號:SCXK<湘>2011-0003),體重200-220 g,由湖南中醫(yī)藥大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供。J774.1小鼠單核巨噬細(xì)胞(批號:CBR130812),購于賽齊(上海)生物工程有限公司。
1.1.2 藥物
造模藥物:尿酸鈉鹽為北京索萊寶科技有限公司Solarbio 產(chǎn)品(批號U8290),購于長沙凱諾生物科技有限公司。5 mg 尿酸鈉鹽加45 mL 生理鹽水,再加5 mL吐溫80,加熱攪拌,配成50 mL 尿酸鈉溶液,制成濃度100μg·mL-1的尿酸鈉溶液。
干預(yù)藥物:蠲痹歷節(jié)清方:蒼術(shù)20 g,黃柏10 g,黃芩10 g,土茯苓15 g,茵陳15 g,防己10 g,澤瀉10 g,白術(shù)10 g,當(dāng)歸15 g,甘草6 g 等。中藥由湖南中醫(yī)藥大學(xué)(湖南省中醫(yī)藥研究院)附屬醫(yī)院藥劑科進(jìn)行煎煮、濃縮至原藥濃度2.2 g·mL-1,用前加蒸餾水配成所需濃度。
陽性對照藥:①鹽酸吡格列酮(購于長沙凱諾生物科技有限公司,北京索萊寶科技有限公司Solarbio,批號:A0908AS)用1%梭甲基纖維素鈉(CMC-Na)按100 mg·50 mL-1制成混懸液。配制液置4℃冰箱中備用。②SN50((MerckMillipore,購于上海優(yōu)寧維生物科技有限公司):嚴(yán)格無菌條件下,SN50 溶于蒸餾水中,制成20μmoL·L-1濃度的混懸液,-20℃中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.3 主要試劑
南美胎牛血清(購于長沙凱諾生物科技有限公司),DMEM(高)(購于長沙凱諾生物科技有限公司),青-鏈霉素(購于長沙凱諾生物科技有限公司),細(xì)胞蛋白提取RIPA 裂解液(購于上海碧云天生物技術(shù)研究所),TNF-α、IL-6、IL-1β(R&D)酶聯(lián)免疫分析試劑盒(購于安迪生物科技(上海)有限公司;試劑盒貨號分別為DZE20220,DZE20012,DZE20533;批號分別為201511,201511,201511)。 PPARγ,TLR4,NF- κB p65,β-肌動蛋白(β-actin)兔多克隆抗體,鼠抗兔二抗(美國Abcam 公司,批號分別為ab209350,ab13867,ab31482,ab209729,ab73400)。
1.2.1 藥物血清制備
SD 雄性大鼠10 只(200± 20 g,清潔級;湖南中醫(yī)藥大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供),隨機(jī)分為蠲痹歷節(jié)清含藥血清組和空白對照血清組,每組5只,按血清藥理學(xué)常規(guī)給藥方法:3 天-2 t(time)-1 h(hour)模式,以痛風(fēng)大鼠動物實(shí)驗(yàn)中得出的最有效劑量44 g·kg-1灌胃[9]??瞻讓φ战M灌以等劑量生理鹽水,每日2 次,連續(xù)3天。末次給藥1 h 后,用10%水合氯醛按3.5 mL·kg-1量腹腔注射麻醉,經(jīng)腹主動脈采血。兩組均為無菌采血,在室溫下放置3 h,血液凝固后3000 rpm·min-1離心15 min,分別收集兩組大鼠血清,0.22μm 微孔濾膜過濾除菌,置-20℃冰箱凍存,備用。
1.2.2 細(xì)胞培養(yǎng)
將J774.1單核巨噬細(xì)胞株[10]于DMEM 高糖培養(yǎng)基(含10%胎牛血清、100 U·mL-1青霉素、100μg·mL-1鏈霉素)的培養(yǎng)瓶中,置于37℃、5%CO2、100%相對濕度溫箱中培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞生長至約80%-90%匯合時(shí),將細(xì)胞進(jìn)行1∶3傳代。
1.2.3 分組與干預(yù)
將細(xì)胞傳代至6孔板,24 h后,按隨機(jī)法分為6組,即正常對照組(A組)、模型組(B組)、PPARγ激動劑(C組)、NF-κB 阻斷劑組(D 組)、空白血清組(E 組)、蠲痹歷節(jié)清方組(F 組),每組設(shè)置5 個(gè)復(fù)孔。正常對照組培養(yǎng)液中不添加其它成分,模型組培養(yǎng)液中添加終濃度為100μg·mL-1尿酸鈉[6];PPARγ 激動劑組培養(yǎng)液中添 加 終 濃 度 為100 μg·mL-1尿 酸 鈉,20 μmol·L-1PPARγ 激動劑吡格列酮;NF-κB 阻斷劑組培養(yǎng)液中添加終濃度為100μg·mL-1尿酸鈉,20μmol·L-1NF-κB阻斷劑SN50;空白血清組培養(yǎng)液中,添加終濃度為100μg·mL-1尿酸鈉,10%的大鼠空白血清。蠲痹歷節(jié)清方組添加終濃度為100μg·mL-1尿酸鈉,10%的大鼠蠲痹歷節(jié)清方含藥血清,繼續(xù)培養(yǎng)48 h。
1.2.4 巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-1β、IL-6含量測定
收集每孔細(xì)胞上清液,采用酶聯(lián)免疫法吸附測定(ELISA),嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。
1.2.5 巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4 基因表達(dá)的檢測(RT-PCR法)[8]
按照總RNA提取試劑盒說明書提取總RNA,瓊脂糖凝膠電泳以及紫外分光光度儀測定RNA的完整性,按Fermentas 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書進(jìn)行總RNA 逆轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn),再以cDNA 為模板,與基因特異性引物,通過PCR 擴(kuò)增TLR4、PPARγ mRNA。TLR4、PPARγ、actin的 退 火 溫 度 分 別 設(shè) 為:58℃、55℃、59℃。PPARγmRNA、TLR4mRNA 及β-actin mRNA 的擴(kuò)增片段分別為189 bp,112 bp,225 bp。將各樣本通過凝膠成像和圖形分析,得出各條帶的光密度值,結(jié)果以相對系數(shù)= 目的基因(PPARγ、TLR4)mRNA 光密度·βactin mRNA 光密度值,作為目的基因mRNA 的相對表達(dá)量。TLR4、PPARγmRNA 所用引物均由上海生工生物工程股份有限公司合成,見表1。
表1 引物序列
1.2.6 巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4 蛋白表達(dá)的檢測(Western-Blot法)[8]
提取總蛋白,BCA 法測定蛋白質(zhì)濃度,電泳,轉(zhuǎn)膜,封閉,一抗孵育,二抗孵育,ECL 顯色曝光,將圖像掃描用凝膠圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行信號分析,以β-actin蛋白的光密度值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)校正,計(jì)算蛋白產(chǎn)物的相對量。
1.2.7 NF-κB核移位情況(免疫熒光法)[10]
細(xì)胞分組及處理方法同前,一抗稀釋(1∶200),1∶500 稀釋TRITC 熒光標(biāo)記二抗,圖像采集在激光共聚焦顯微鏡下進(jìn)行。
數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(xˉ± s)表示,采用SPSS 16.0軟件處理。兩組間結(jié)果比較,若方差齊時(shí)采用LSD法,方差不齊時(shí)采用Dunnett T3法進(jìn)行方差分析,不滿足正態(tài)性及方差齊性時(shí)采用秩和檢驗(yàn)。以P <0.05為差異顯著具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表2 蠲痹歷節(jié)清方含藥血清干預(yù)巨噬細(xì)胞活性的量效關(guān)系(OD值)
采用MTT 法檢測不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含藥血清培養(yǎng)J774.1 巨噬細(xì)胞,以各組OD 值來分析。干預(yù)前,巨噬細(xì)胞OD 值無明顯差異(P >0.05);各組巨噬細(xì)胞OD值,10%,15%,20%均明顯高于5%(P <0.01);含藥血清組,10%與15%相比無明顯差異(P >0.05),但隨著含藥血清濃度的增加,巨噬細(xì)胞OD 值明顯降低(P <0.01)。因選擇含藥血清10%作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干預(yù)濃度,同時(shí)空白血清組對應(yīng)選取10% 的無含藥血清。(表2)
與正常對照組比較,模型組巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-1β、IL-6 水平顯著增高(P <0.01),說明尿酸鈉可誘導(dǎo)J774.1單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎性反應(yīng)。與模型組相比,空白血清組各炎性因子比較無明顯差異(P >0.05),說明大鼠血清對試驗(yàn)無明顯干擾;與模型組比較,NF-κB 阻斷劑組、PPARγ 激動劑組、蠲痹歷節(jié)清方組TNF-α、IL-1β、IL-6 水平均顯著降低(P <0.01),說明NF-κB 阻斷劑SN50、PPARγ 激動劑吡格列酮、蠲痹歷節(jié)清方均可以抑制尿酸鈉誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞發(fā)生的炎癥反應(yīng)。
與正常對照組比較,模型組PPARγ mRNA 表達(dá)降低(P <0.05),TLR4 mRNA 表達(dá)顯著升高(P <0.01)。
表3 各組巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-1β、IL-6變化的比較(xˉ± s,pg·mL-1)
圖1 各組巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4和β-actin mRNA表達(dá)水平
表4 各組巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4mRNA表達(dá)的比較(目的基因光密度/內(nèi)參基因光密度, n = 6)
表4 各組巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4mRNA表達(dá)的比較(目的基因光密度/內(nèi)參基因光密度, n = 6)
注:與正常對照組相比,◆P <0.05,◆◆P <0.01;與模型組相比,▲P <0.05,▲▲P <0.01。
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圖2 各組巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4和β-actin蛋白表達(dá)水平
表5 各組巨噬細(xì)胞中PPARγ、TLR4蛋白表達(dá)的比較(目的蛋白光密度/內(nèi)參蛋白光密度,xˉ± s,n=6)
與模型組相比,PPARγ 激動劑組、蠲痹歷節(jié)清方組PPARγ mRNA 的表達(dá)顯著升高(P <0.01),TLR4 mRNA 的表達(dá)顯著降低(P <0.01);與模型組比較,NF-κB阻斷劑組PPARγ mRNA的表達(dá)無明顯差異(P >0.05),TLR4mRNA有所減少(P <0.05)(圖1,表4)。
與正常對照組比較,模型組PPARγ蛋白表達(dá)降低(P <0.05),TLR4蛋白表達(dá)顯著升高(P <0.01)。與模型組相比,PPARγ 激動劑組、蠲痹歷節(jié)清方組PPARγ蛋白的表達(dá)顯著升高(P <0.01),TLR4 蛋白的表達(dá)顯著降低(P <0.01);與模型組比較,NF-κB 阻斷劑組PPARγ 的表達(dá)無明顯差異(P >0.05),TLR4 蛋白表達(dá)降低(P <0.05)。此結(jié)果與RT-PCR 檢測結(jié)果一致。(圖2,表5)。
正常培養(yǎng)的J774.1巨噬細(xì)胞NF-κB p65主要表達(dá)在細(xì)胞漿,鏡下呈紅色熒光,核表達(dá)很少,而模型組紅色熒光主要表達(dá)于細(xì)胞核,胞漿表達(dá)明顯減少[10]。正常對照組中NF-κB p65 主要集中在細(xì)胞漿,細(xì)胞核中表達(dá)較少,模型組及空白血清組中NF-KB p65 主要集中在細(xì)胞核中,細(xì)胞漿中較少,NF-κB 阻斷劑組、PPARγ 激動劑組、蠲痹歷節(jié)清方組NF-κB p65 主要在細(xì)胞漿中,細(xì)胞核中相對較少,未出現(xiàn)明顯NF-κB 核移位情況,說明NF-κB 阻斷劑SN50、蠲痹歷節(jié)清方、PPARγ 激動劑吡格列酮組均可抑制NF-κB 核移位(圖3)。
本研究采用中藥血清藥理學(xué)方法,在體外痛風(fēng)樣巨噬細(xì)胞模型上,發(fā)現(xiàn)蠲痹歷節(jié)清方可能部分通過上調(diào)巨噬細(xì)胞PPARγ 轉(zhuǎn)錄與表達(dá),抑制TLR4·NF-κB-1信號通路,最終抑制痛風(fēng)炎癥反應(yīng)。作為依據(jù),蠲痹歷節(jié)清方可降低痛風(fēng)細(xì)胞模型中TNF-α、IL-1β、IL-6水平,上調(diào)PPAR γ 基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá),下調(diào)TLR4 基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá),同時(shí)抑制NF-κB 核移位。蠲痹歷節(jié)清方體外抗痛風(fēng)炎癥作用,與PPARγ 激動劑類似,也與蠲痹歷節(jié)清方前期動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[8]。
圖3 各組巨噬細(xì)胞中NF-κB核移位情況
急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎是由尿酸鈉結(jié)晶脫落進(jìn)入關(guān)節(jié)腔,作用于巨噬細(xì)胞、滑膜細(xì)胞等,釋放如IL-1β 等多種炎癥介質(zhì),進(jìn)而引起炎癥級聯(lián)反應(yīng)[11]。本研究采用尿酸鈉誘導(dǎo)J744.1單核巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)作為痛風(fēng)模型,參照Putra[10]等方法建立,模型組巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-1β、IL-6 水平較正常對照組顯著增高,提示尿酸鈉已誘導(dǎo)J744.1單核巨噬細(xì)胞發(fā)生痛風(fēng)樣急性炎癥反應(yīng),細(xì)胞模型可靠。臨床研究發(fā)現(xiàn),TLR4·NFκB-1信號通路密切參與了急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制[6],且PPARγ 激動劑可通過競爭性抑制TLR4·NFκB-1通路,抑制炎癥反應(yīng)[7]。本研究也發(fā)現(xiàn),與正常對照組比較,尿酸鈉誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞PPARγ基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá)顯著降低,TLR4 基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá)顯著增加,NF-κB核移位,而NF-κB 阻斷劑組SN50、PPARγ 激動劑吡格列酮,均可降低巨噬細(xì)胞分泌TNF-α、IL-1β、IL-6 的水平,抑制TLR4基因轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá),以及NF-κB 活化核移位,提示,PPARγ 及TLR4·NF-κB 信號通路也參與了本痛風(fēng)細(xì)胞模型。此發(fā)現(xiàn),與Qing[6]等實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。
本實(shí)驗(yàn)制備含藥血清采用的灌胃劑量44 g·kg-1是在前期體外大鼠痛風(fēng)模型中得出的最佳有效劑量[9],此劑量為8倍臨床等效劑量。本研究采用的10%含藥血清濃度,是通過MTT 法檢測得出最適宜血清濃度,符合血清藥理學(xué)一般試驗(yàn)方法。本研究中,蠲痹歷節(jié)清方含藥血清,可增加PPARγ 基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá),降低TLR4 基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá),阻止NF-κB 核移位,其作用與吡格列酮相似,進(jìn)一步揭示,蠲痹歷節(jié)清方,可能部分通過上調(diào)巨噬細(xì)胞PPARγ 轉(zhuǎn)錄與表達(dá),抑制TLR4·NF-κB信號通路,抑制痛風(fēng)炎癥反應(yīng)。
蠲痹歷節(jié)清方,是否可通過MyD88(myeloid differentiation factor 88)等其他信號途徑尚不明確,蠲痹歷節(jié)清方分子藥理機(jī)制-中醫(yī)方證關(guān)聯(lián)探討研究及蠲痹歷節(jié)清方分子藥理機(jī)制-方藥關(guān)聯(lián)研究,在本次實(shí)驗(yàn)中也未進(jìn)行深入探討,需要在以后研究中加強(qiáng)拓展。
綜上所述,本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),蠲痹歷節(jié)清方可能部分通過上調(diào)巨噬細(xì)胞PPARγ 轉(zhuǎn)錄與表達(dá),抑制TLR4·NF-κB-1信號通路,抑制痛風(fēng)炎癥反應(yīng)。此發(fā)現(xiàn)為蠲痹歷節(jié)清方臨床治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎提供了實(shí)驗(yàn)科學(xué)支持,為中醫(yī)清熱利濕散瘀法治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎提供了理論參考依據(jù)。