楊愛霞,徐蕾,張力凡
(1.武漢市第一醫(yī)院藥學部,武漢 430022;2.湖北中醫(yī)藥大學藥學院,武漢 430065)
白癜風患病率為0.1%~2%[1],是由皮膚黑色素合成功能喪失或減退導致,臨床表現(xiàn)為皮膚色素脫失,為常見的后天性皮膚病,常常影響患者的生理及心理健康。白癜風病因復雜,尚未明確,從中醫(yī)角度來看,目前有氣血失和、氣血瘀滯、肝腎不足、肝郁氣滯學說;從西醫(yī)角度來看,目前有自身免疫學說、遺傳因素、黑素細胞自毀學說、微量元素學說、神經(jīng)化學因素、黑素細胞凋亡異常學說。中醫(yī)認為白癜風的發(fā)生為風邪外襲、氣血失調,與心、肝、脾、肺等臟器有關[2]。祛白顆粒共包含9種中藥,其中:蒺藜[3]、鉤藤,散結祛瘀、清熱平肝;雞血藤、夜交藤,補血造血、祛風通絡;生地、牡丹皮、赤芍,清熱涼血、活血化瘀;當歸、丹參,補血活血、清心祛瘀。因此本方從中醫(yī)角度具有清心養(yǎng)肝、調養(yǎng)氣血、消風解瘀、涼血祛斑的功效。本研究通過制造白癜風小鼠模型并給予祛白顆粒治療,之后通過皮膚復色評分、病變組織病理學檢測、血清相關蛋白酶檢查,了解祛白顆粒治療小鼠白癜風模型的療效。
1.1試劑 丹皮酚(中國食品藥品檢定研究院,批號:201407,含量:96.8%);阿魏酸(中國食品藥品檢定研究院,批號:201614,含量:97.3%);2,3,5,4-四羥基二苯乙烯葡萄糖苷(北京中科質檢生物技術有限公司,批號:201311,含量:≥98%);對苯二酚(國藥集團化學試劑有限公司,批號:20170704,AR);羧甲基纖維素鈉800-1200(國藥集團化學試劑有限公司,批號:F20090916,CP);膽堿酯酶(cholinesterase,ChE,上海酶聯(lián)生物科技有限公司,批號:E20180701-28436B);單胺氧化酶 (monoamine oxidase,MAO,上海酶聯(lián)生物科技有限公司,批號:E20180702-28367B);酪氨酸(tyrosinase,TYR)試劑盒(上海酶聯(lián)生物科技有限公司,批號:E20180703-20470B);祛白顆粒(武漢市第一醫(yī)院實驗室自制,批號:20180302)。
1.2儀器 電子天平(BS124S,北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司,感量:1 mg );pH酸度計(上海儀電科學儀器);MK3型酶標儀(熱電上海儀器有限公司),85-2型恒溫磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司)。
1.3實驗動物 C57BL小黑鼠,級別SPF,體質量(18±2)g,雌性,由湖北省實驗動物研究中心提供。合格證號:42000600028197,許可證號:00269039。飼養(yǎng)于武漢市第一醫(yī)院動物實驗室,實驗室溫度(20±2) ℃,相對濕度(40±10)%,實驗動物使用許可證號:SYXK(鄂)2015-0018,No:00264380;實驗動物從業(yè)人員上崗證:W20180224。
1.4動物造模
1.4.1造模原理 TYR是一種含銅的氧化酶,催化酪氨酸轉化為多巴,多巴轉化為多巴醌,在黑色素的形成中發(fā)揮作用,是黑色素合成的限速酶。氫醌制備白癜風模型的原理為阻斷TYR催化酪氨酸生成黑色素[4],也有認為氫醌通過進入黑素細胞產(chǎn)生細胞毒性,從而抑制黑色素生成[5]。
1.4.2造模方法 小鼠51只,采用隨機數(shù)字表法分為5組:正常對照組、模型對照組和祛白顆粒小劑量組、中劑量組各10只,大劑量組11只。對模型對照組和祛白顆粒小劑量組、中劑量組、大劑量組小鼠進行造模制備白癜風模型。選擇小鼠頸背部黑色部位2 cm×2 cm造模,電動剃毛刀脫毛,每日在背部脫毛區(qū)均勻涂抹2.5%氫醌軟膏[5-7](羧甲基纖維素鈉1 g與氫醌2.5 g溶于去離子水100 mL中),電磁攪拌1 h,正常對照組小鼠每日于背部脫毛處涂抹空白基質(羧甲基纖維素鈉1 g溶于100 mL去離子水中)0.5 mL,持續(xù)60 d。在此期間,各組小鼠每5天脫毛1次。造模每10天對造模區(qū)域進行攝像,記錄皮膚脫色情況,并對造模情況進行評分。評分標準:0分,造模處膚色較脫色前色素減退不明顯;1分,造模處膚色較脫色前出現(xiàn)輕微色素減退;2分,造模處膚色出現(xiàn)明顯色素減退或出現(xiàn)實驗區(qū)皮膚上少量毛發(fā)變白;3分,造模處膚色蒼白或出現(xiàn)明顯的毛發(fā)變白。評分為3分表示造模成功[8]。在試驗過程中,模型對照組、祛白顆粒小劑量組、中劑量組小鼠各死亡1只。
1.5給藥 按劑量分別灌胃給藥,給藥的容積為20 mL·kg-1,每天 1 次,連續(xù)灌胃40 d。按照小鼠體質量計算每日服藥量,根據(jù)Meeh-Runer公式,60 kg成人用藥量換算為小鼠用藥量為:成人用量(g·kg-1)×9.01×W小鼠(成人體質量按60 kg計算)。治療組分別按照該劑量的0.5,1,2倍作為祛白顆粒小、中、大劑量組。祛白顆粒小劑量組:1.955 17 g·kg-1;祛白顆粒中劑量組:3.910 34 g·kg-1;大劑量組:7.820 68 g·kg-1;灌胃量0.5 mL[7]。造模第20天開始分組灌胃。正常對照組和模型對照組每天灌胃0.5 mL純凈水,小劑量組、中劑量組、大劑量組分別按劑量進行灌胃。
1.6觀測指標
1.6.1復色觀察 選取造模成功動物開始灌胃給藥,每10 d對實驗動物進行攝像評估,觀察造模部位色素沉著情況,實驗結束后觀察造模部位膚色變化并評分評價整體的治療有效率[8]。評分標準:3分,造模區(qū)呈深褐色或黑色,色素基本恢復正常;2分,造模區(qū)為中褐色或淺灰色、色素恢復面積>50%;1分,造模區(qū)為淡褐色、色素恢復面積<50%;0分,造模區(qū)皮膚呈白斑狀或蒼白。有效率(%)=(3分數(shù)+2分數(shù))/總數(shù)×100%。
1.6.2病理切片 實驗結束后處死小鼠,取造模處皮膚約1 cm×1 cm,多聚甲醛固定,石蠟包埋。每張切片取皮膚縱切面、橫切面各兩張。分別進行HE染色,顯微鏡下觀察縱切面各組黑色素分布情況;掃描橫切面,用CaseViewer在相同放大倍數(shù)下每個視野中棘層黑色素毛囊、基底層黑素、含黑素顆粒表皮細胞[6,9]的數(shù)量。
1.6.3生化指標 文獻報道白癜風的發(fā)生與體內(nèi)血清TYR、ChE、MAO[7]活性有關,第40天灌胃1 h后麻醉小鼠,取眼眶血0.5~0.8 mL,低溫離心(5000×g)10 min后小心吸取血清共約0.3 mL,按照酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法試劑盒說明書測定TYR、MAO、ChE含量。
2.1小鼠脫色與復色結果評定 正常對照組小鼠背部皮膚在此期間無變化,模型對照組小鼠皮膚出現(xiàn)脫色、白斑且伴隨非造模區(qū)域毛發(fā)變白無光澤現(xiàn)象。灌胃治療結束后,與模型對照組比較,祛白顆粒小、中、大劑量組背部皮膚出現(xiàn)色素沉著,毛發(fā)逐漸由白色變?yōu)樽厣⒑谏?,見圖1。祛白顆粒小、中、大劑量組治療有效率分別為44.4%,66.7%,81.2%,與模型對照組比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見表1。
2.2小鼠黑色素細胞計數(shù)及病理切片觀察 見圖2。從小鼠皮膚縱切片可以看出,正常對照組表皮無增生,表皮及毛囊細胞有大量黑色素顆粒;模型對照組小鼠表皮細胞及毛囊細胞中黑色素顆粒明顯較少,且表皮增生,毛囊數(shù)量減少;祛白顆粒小、中、大劑量組表皮均有一定程度的增生,但黑色素顆粒及毛囊數(shù)量隨給藥劑量的增加而增加。掃描切片計數(shù)皮膚中黑色素毛囊、基底層黑素細胞、含黑素顆粒表皮細胞得知,祛白顆粒對小、中、大劑量組小鼠的治療效果呈劑量依賴性。見表2。
2.3生化指標 給予不同劑量祛白顆粒治療40 d后,與正常對照組比較,其余組小鼠血清中TYR、ChE活性降低,MAO活性升高。與模型對照組比較,祛白顆粒小、中、大劑量組TYR、ChE活性增加(P<0.01),MAO活性得到抑制(P<0.01),且與給藥劑量呈正相關。見表3。
祛白合劑為醫(yī)院經(jīng)方,運用于患者后其臨床癥狀均有不同程度的改善與消失,療效確切,此前的臨床使用中觀察到治療局限性白癜風總有效率為86.8%[10],且未發(fā)現(xiàn)不良反應,值得推廣。然而中藥煎劑味苦、不易攜帶、熬制方法繁復,患者順應性較差。逐漸發(fā)展的中藥顆粒劑能有效糾正中藥煎劑的缺點,為患者提供便利。筆者在前期的課題研究中把祛白合劑制成了質量可控的祛白顆粒,本實驗旨在運用動物模型驗證祛白顆粒的作用效果,并分析其作用機制[11]。此次實驗中發(fā)現(xiàn)祛白顆粒對白癜風小鼠的作用效果呈現(xiàn)量-效關系,治療組小鼠黑色素顆粒、毛囊數(shù)及治療總有效率均有明顯增加,且治療組小鼠血清中的MAO、YTR、ChE均區(qū)別于模型對照組。交感神經(jīng)興奮致MAO活性增強導致過氧化氫聚集從而抑制黑色素生成量;ChE活性增強使得突觸間乙酰膽堿減少從而抑制黑色素生成[8]。另有文獻指出,丙二醛(MDA)、白細胞介素-6(IL-6)及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)[5,12]可能與白癜風的發(fā)生有一定關系,這些酶可能參與調控白癜風的發(fā)生過程。生化指標間接反映模型動物體白癜風的發(fā)生、發(fā)展及治療過程,是攻克白癜風重要參考標準。然而,由于祛白顆粒所含的化學成分復雜多樣,其具體作用成分及作用機制尚無法解釋,且白癜風病因尚未明確,目前也僅有3種基因收錄到數(shù)據(jù)庫中。近年西醫(yī)以單一成分-單一靶點[13]的思路研究中藥,這難以闡述中醫(yī)藥各個單味藥互相作用相輔相成的觀念。尋找中藥復方優(yōu)選組分,規(guī)避中藥的盲目性符合現(xiàn)代中醫(yī)藥發(fā)展需要[14-15]。另外,運用網(wǎng)絡藥理學分析中藥的作用機制受到諸多學者的關注,王吉燁等[16]運用admetSAR和 bSDTNB建立中藥-活性化成分-靶點-生物學過程-體液模型,基于粘液質理論分析了幾種維吾爾藥治療白癜風的作用機制,且推斷并驗證了山柰素和異鼠李素對白癜風的治療作用。按照網(wǎng)絡藥理學的思路,在后續(xù)的實驗中,筆者將運用網(wǎng)絡藥理學找出分析祛白顆粒的活性成分及作用靶點,分析出祛白顆粒中的單一成分治療白癜風的作用效果,試圖找尋白癜風的作用靶點及生物學過程,明確白癜風發(fā)病機制,從而了解疾病本質,進而辯證、協(xié)調用藥。
A.正常對照組;B.模型對照組;C.祛白顆粒小劑量組;D.祛白顆粒中劑量組; E.祛白顆粒大劑量組。
A.normal control group; B.model control group; C.low-doseQubaigranule group; D. medium-doseQubaigranule group; E. high-doseQubaigranule group.
Fig.1Backskinsoffivegroupsofmice
表1 5組小鼠的祛白顆粒治療效果比較
Tab.1ComparisonoftherapeuticeffectofQubaigranuleamongfivegroupsofmice
組別小鼠/只評分/只3分2分1分0分總有效率/%P值正常對照組1010000100.0-模型對照組9013511.1?1-祛白顆粒 小劑量組9045044.4?20.002 中劑量組9153066.7?20.000 大劑量組11272081.2?20.000
與正常對照組比較,*1P<0.01;與模型對照組比較,*2P<0.01。
Compared with normal control group,*1P<0.01;compared with model control group,*2P<0.01.
表2 5組小鼠黑色素毛囊、基底層黑素細胞、含黑素顆粒表皮細胞計數(shù)比較
組別黑色素毛囊基底層黑素細胞含黑素顆粒表皮細胞正常對照組109.67±18.93135.67±6.03164.33±11.93模型對照組34.33±9.02?164.67±14.05?163.00±7.94?1祛白顆粒 小劑量組62.33±10.8986.33±11.2486.33±9.45 中劑量組89.00±12.29?2104.00±6.00?2103.33±12.50?2 大劑量組91.67±16.07?3117.33±23.46?3138.00±18.52?3
與正常對照組比較,*1P<0.01;與模型對照組比較,*2P<0.05,*3P<0.01。
Compared with normal control group,*1P<0.01;compared with model control group,*2P<0.05,*3P<0.01.
A.正常對照組;B.模型對照組;C.祛白顆粒小劑量組;D.祛白顆粒中劑量組; E.祛白顆粒大劑量組。
A.normal control group; B.model control group; C.low-doseQubaigranule group; D. medium-doseQubaigranule group; E. high-doseQubaigranule group.
Fig.2Longitudinalsectionofskinsinfivegroupsofmice(HEstaining,×200)
表3 5組小鼠血清 TYR、ChE、MAO水平的比較
組別小鼠/只TYR/(μmol·L-1)ChEMAO(ng·mL-1 )正常對照組1011.1103±1.01381.5749±0.18572.1357±0.1959模型對照組93.7224±0.5789?12.9234±0.2609?13.6243±0.1002?1祛白顆粒 小劑量組94.9661±0.7389?22.4451±0.2035?22.8724±0.3052?2 中劑量組96.1795±0.8469?22.2501±0.2852?22.5800±0.3763?2 大劑量組118.7126 ±0.5925?22.0005±0.2796?22.4455±0.1325?2
與正常對照組比較,*1P<0.01;與模型對照組比較,*2P<0.01。
Compared with normal control group,*1P<0.01;compared with model control group,*2P<0.01.