柳玉佳 王莘智 吳伊瑩 廖亮英 范伏元
(湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,湖南長(zhǎng)沙410007)
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種常見(jiàn)的自身免疫性疾病,其特征是侵蝕性關(guān)節(jié)炎的慢性、進(jìn)行性發(fā)展,可發(fā)生于任何年齡[1]。目前RA的發(fā)病機(jī)制尚不清楚,基本病理表現(xiàn)為滑膜炎和異常增生的血管翳,關(guān)節(jié)軟骨和骨的進(jìn)行性破壞,最終引起關(guān)節(jié)畸形和功能喪失[2-3]。因此,早期、規(guī)范診治是控制RA發(fā)生發(fā)展,改善預(yù)后的根本[4]。Wnt/β-catenin信號(hào)通路被稱為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路,與RA的炎癥和骨破壞密切相關(guān)[5]。通痹顆粒為我院的內(nèi)部制劑,實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)其可以緩解佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠的關(guān)節(jié)炎癥[6],但具體機(jī)制尚未完全明確。本研究擬通過(guò)觀察Wnt/β-catenin信號(hào)通路重要的負(fù)性調(diào)節(jié)因子Dickkopf 1(DKK1)和關(guān)鍵蛋白β-連環(huán)蛋白(β-catenin)的表達(dá)情況,探討通痹顆粒對(duì)RA模型——膠原性關(guān)節(jié)炎(collagen-induced arthritis,CIA)大鼠滑膜組織異常增生的調(diào)控機(jī)制,現(xiàn)報(bào)道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康SD雌性大鼠,SPF級(jí),體重200~250 g,購(gòu)自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,動(dòng)物合格證編號(hào):SCXK(湘)2009-0004,于湖南中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心室完成動(dòng)物飼養(yǎng)。
1.2 藥物與試劑 通痹顆粒,藥物組成:當(dāng)歸30 g、黃芪15 g、白芍10 g、川芎10 g、全蝎5 g、僵蠶10 g、乳香10 g、沒(méi)藥10 g、桂枝10 g、黃柏10 g、甘草3 g,顆粒劑,用量為中草藥的等效劑量,由湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院制劑科提供,并由煎藥室制備濃縮為含生藥2 g/mL。雷公藤多苷片,浙江得恩德藥業(yè)有限公司生產(chǎn),國(guó)藥準(zhǔn)字:Z33020422,規(guī)格:10 mg×50片。牛Ⅱ型膠原、不完全弗氏佐劑,購(gòu)自美國(guó)Chondrex公司;DKK1 ELISA試劑盒、β-catenin ELISA試劑盒,購(gòu)自武漢菁禾生物科技有限公司。
1.3 主要儀器 YLS-TA型足趾容積測(cè)量?jī)x(山東醫(yī)學(xué)科學(xué)院設(shè)備站);石蠟包埋機(jī)、切片機(jī)(德國(guó)Leica公司);光學(xué)顯微鏡、圖像分析儀(日本OLYMPUS公司);酶標(biāo)儀(美國(guó)Biotech公司)。
2.1 分組與造模 40只大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后,隨機(jī)分為空白組、模型組、陽(yáng)性藥物組和通痹顆粒組,每組10只。除空白組外其余各組予牛Ⅱ型膠原誘導(dǎo)CIA大鼠模型,空白組注射等量生理鹽水。造模方法參考文獻(xiàn)[7],將牛Ⅱ型膠原蛋白冰浴完全溶解在冰醋酸中,并用不完全弗氏佐劑乳化,制備牛Ⅱ型膠原,通過(guò)皮內(nèi)注射0.2 mg于大鼠尾根部進(jìn)行初始免疫,7 d后同前法以0.1 mg進(jìn)行增強(qiáng)免疫。初次免疫后第21天進(jìn)行造模評(píng)判,大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分≥6分,則為造模成功。本研究造模過(guò)程順利,二次免疫后評(píng)判均成功造模。
2.2 給藥方法 成功造模后按人鼠體表面積換算藥物劑量進(jìn)行灌胃給藥。通痹顆粒組:予通痹顆粒濃縮液灌胃,每日20 g/kg。陽(yáng)性藥物組:雷公藤多苷片溶于生理鹽水,每日灌胃劑量約為2.4 mg/kg??瞻捉M和模型組予等量生理鹽水灌胃。各組均每日灌胃1次,連續(xù)14 d。
2.3 指標(biāo)檢測(cè) 所有大鼠于治療前和治療第7、14天時(shí)觀察關(guān)節(jié)病變情況,進(jìn)行關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分,測(cè)量關(guān)節(jié)腫脹度。灌胃第15天通過(guò)腹腔注射戊巴比妥鈉麻醉處死,于右后足踝關(guān)節(jié)剝離滑膜用于滑膜組織病理學(xué)檢查,腹主動(dòng)脈采血用于血清學(xué)指標(biāo)檢測(cè)。
2.3.1 關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分 參照Wood氏的關(guān)節(jié)炎評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[6],根據(jù)關(guān)節(jié)病變程度按照5級(jí)量表法進(jìn)行評(píng)分:關(guān)節(jié)不紅不腫計(jì)為0分,只有小趾關(guān)節(jié)紅腫為1分,僅為趾關(guān)節(jié)和足跖出現(xiàn)紅腫計(jì)為2分,腳踝以下的所有足爪腫脹為3分,全部足爪均出現(xiàn)紅腫計(jì)為4分。對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)的積分累積即為關(guān)節(jié)炎指數(shù),最大值16分。分別于治療前和治療第7、14天進(jìn)行評(píng)估。
2.3.2 關(guān)節(jié)腫脹度測(cè)量 采用足跖腫脹度測(cè)量?jī)x對(duì)大鼠左后足踝關(guān)節(jié)進(jìn)行評(píng)估,通過(guò)足跖容積的變化程度來(lái)估測(cè)大鼠的關(guān)節(jié)腫脹度。分別于治療前和治療第7、14天進(jìn)行測(cè)量。
2.3.3 蘇伊紅(HE)染色法觀察滑膜病理形態(tài) 滑膜組織在10%福爾馬林液中固定24 h,脫鈣,自流水沖洗,常規(guī)脫水,石蠟包埋切片,HE染色,中性樹(shù)脂封片,在200倍光學(xué)顯微鏡下觀察滑膜組織形態(tài)。
2.3.4 酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測(cè)定血清DKK1、β-catenin水平 全血靜置1 h,以離心半徑10 cm,3 000 r/min的速度離心20 min,取出上層血清ELISA法測(cè)定DKK1、β-catenin水平,具體操作按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,計(jì)量資料采用(-x±s)表示,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和單向ANOVA分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 各組大鼠治療前后關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分比較 治療前和治療第7、14天,除空白組外其余各組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均明顯高于空白組(P<0.01);治療第7、14天,各治療組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均明顯低于本組治療前和模型組治療同時(shí)期(P<0.05),治療第14天指標(biāo)明顯低于治療第7天(P<0.05),陽(yáng)性藥物組與通痹顆粒組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。
表1 各組大鼠治療前后關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分比較(±s) 單位:分
表1 各組大鼠治療前后關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分比較(±s) 單位:分
注: 與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,▲P<0.05 ;與本組治療前比較,#P<0.05;與本組治療第7天比較,★P<0.05。
組別 動(dòng)物數(shù)/只 治療前 治療第7天 治療第14天空白組 10 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00模型組 10 8.60±1.07** 9.10±0.85** 9.80±0.21**陽(yáng)性藥物組 10 8.70±1.13** 7.30±0.41**▲# 5.30±0.27**▲#★通痹顆粒組 10 8.60±0.98** 7.10±0.37**▲# 5.10±0.32**▲#★
3.2 各組大鼠造模前及治療前后關(guān)節(jié)腫脹度比較 治療前和治療第7、14天,除空白組外其余各組大鼠關(guān)節(jié)腫脹度均明顯高于空白組(P<0.05);治療第7、14天,各治療組大鼠關(guān)節(jié)腫脹度均明顯低于本組治療前和模型組治療同時(shí)期(P<0.05),治療第14天指標(biāo)明顯低于治療第7天(P<0.05),陽(yáng)性藥物組與通痹顆粒組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。
表2 各組大鼠治療前后關(guān)節(jié)腫脹度比較(±s) 單位:mL
表2 各組大鼠治療前后關(guān)節(jié)腫脹度比較(±s) 單位:mL
注: 與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,▲P<0.05;與本組治療前比較,#P<0.05;與本組治療第7天比較,★P<0.05。
組別 動(dòng)物數(shù)/只 治療前 治療第7天 治療第1 4天空白組 1 0 1.6 6±0.3 8 1.6 3±0.3 5 1.6 5±0.1 7模型組 1 0 2.1 3±0.5 6* 2.1 5±0.3 7* 2.0 9±0.2 3*陽(yáng)性藥物組 1 0 2.1 4±0.4 7* 1.9 2±0.4 3*▲# 1.7 8±0.1 5*▲#★通痹顆粒組 1 0 2.1 4±0.5 1* 1.8 9±0.3 5*▲# 1.7 4±0.1 4*▲#★
3.3 各組大鼠關(guān)節(jié)滑膜病理學(xué)情況比較 空白組滑膜組織未增厚,滑膜細(xì)胞排列整齊,未觀察到血管增生及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);模型組滑膜組織明顯增厚,細(xì)胞排列紊亂,血管明顯增生,大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);陽(yáng)性藥物組滑膜組織略微增厚,細(xì)胞排列較整齊,血管輕度增生,小量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);通痹顆粒組滑膜組織略微增厚,滑膜細(xì)胞排列較有序,血管增生不明顯,可見(jiàn)少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。提示陽(yáng)性藥物組和通痹顆粒組CIA大鼠病變關(guān)節(jié)的滑膜病理組織結(jié)構(gòu)均有一定的好轉(zhuǎn),通痹顆粒組稍優(yōu)于陽(yáng)性藥物組。見(jiàn)圖1。
圖1 各組大鼠滑膜組織病理學(xué)情況(HE,×200)
3.4 各組大鼠血清DKK1、β-catenin表達(dá)比較 與空白組比較,其余各組大鼠血清DKK1、β-catenin均顯著升高(P<0.05);與模型組比較,各治療組血清DKK1、β-catenin水平明顯降低(P<0.05);陽(yáng)性藥物組和通痹顆粒組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
表3 各組大鼠血清DKK1、β-catenin表達(dá)比較(±s)
表3 各組大鼠血清DKK1、β-catenin表達(dá)比較(±s)
注:與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,▲P<0.05。
組別 動(dòng)物數(shù)/只 DKK1/(ng/mL) β-catenin/(pg/mL)空白組 10 3.53±1.27 23.41±4.28模型組 10 9.36±1.22* 29.23±5.15*陽(yáng)性藥物組 10 6.15±1.18*▲ 26.04±4.42*▲通痹顆粒組 10 5.97±1.09*▲ 25.89±3.77*▲
RA的主要病理變化是炎癥和滑膜的異常增殖,其特征在于血管新生、關(guān)節(jié)軟骨和骨損傷。Wnt/β-catenin信號(hào)通路是細(xì)胞增殖分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)途徑,與RA的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。DKK1為通路上游的重要負(fù)性調(diào)節(jié)因子,β-catenin為通路的關(guān)鍵蛋白,與Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控作用密切相關(guān)。肖光華等[8]發(fā)現(xiàn)Wnt通路參與了CIA大鼠的發(fā)病機(jī)制,可能通過(guò)上調(diào)DKK1、下調(diào)骨保護(hù)素誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎癥。XIAO等[9]實(shí)驗(yàn)證實(shí),RA患者滑膜細(xì)胞中β-catenin的表達(dá)增加,通過(guò)抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路進(jìn)而抑制滑膜炎性可能是RA治療的關(guān)鍵。SANTOS等[10]發(fā)現(xiàn),Wnt通路抑制劑DKK1的過(guò)度表達(dá)與RA骨質(zhì)破壞有關(guān),可以作為RA關(guān)節(jié)破壞的生物標(biāo)志物。MATZELLE等[11]研究證實(shí),RA骨侵蝕的修復(fù)發(fā)生在炎癥消退的環(huán)境中,與Wnt/β-catenin信號(hào)通路密切相關(guān)。因此,研究Wnt/β-catenin信號(hào)通路在RA炎癥及骨破壞的雙向調(diào)節(jié)作用是非常重要的[12]。
RA可歸屬于中醫(yī)學(xué)“歷節(jié)病”“鶴膝風(fēng)”等范疇。《證治匯補(bǔ)》曰:“久則須分氣血虛實(shí),痰瘀多少治之?!北菊n題組根據(jù)前期研究[13]及臨床觀察,提出了RA的“虛”“痰”“瘀”論治,并研制出具有“益氣養(yǎng)血,化痰逐瘀”功效的通痹顆粒。方中重用當(dāng)歸為君,養(yǎng)血活血、止痛利筋;黃芪補(bǔ)氣益衛(wèi),以資氣血生化之源,白芍?jǐn)筷庰B(yǎng)血、緩急止痛,二者共為臣藥;川芎行氣活血,和血而不滯血;全蝎、僵蠶治風(fēng)化痰、散結(jié)通經(jīng);乳香、沒(méi)藥通氣活血,不至耗傷氣血;桂枝溫通經(jīng)脈、散寒止痛,使痰瘀易散;黃柏味苦性寒,能清熱燥濕、瀉火解毒、消腫祛腐,方中取反佐之意以清郁久所化之熱;甘草為使,調(diào)和諸藥。凡RA具有氣血虧虛、痰瘀互結(jié)者均可使用。實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),通痹顆??删徑庾魟┬躁P(guān)節(jié)炎大鼠的關(guān)節(jié)炎癥,并且對(duì)下丘腦-垂體-腎上腺軸及血清白介素-1(IL-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)具有一定的調(diào)節(jié)作用,但具體機(jī)制尚未完全明確[6]。
本研究結(jié)果顯示,通痹顆粒治療后,CIA大鼠的關(guān)節(jié)炎癥指數(shù)和關(guān)節(jié)腫脹度明顯降低,提示通痹顆??梢愿纳艭IA大鼠的關(guān)節(jié)炎癥?;げ±頇z查提示通痹顆粒治療后CIA大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織及血管增生均明顯改善,血清DKK1、β-catenin水平均明顯降低,提示通痹顆粒對(duì)CIA大鼠的治療作用可能是通過(guò)對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的調(diào)節(jié)作用實(shí)現(xiàn)的。通痹顆粒通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)通路下調(diào)DKK1、β-catenin表達(dá),從而防止異常血管增生和滑膜炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),可能是通痹顆粒治療CIA的機(jī)制之一。但因Wnt/β-catenin信號(hào)通路相關(guān)因子的表達(dá)受多重因素影響,其具體的作用機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。此外,我們臨床發(fā)現(xiàn)通痹顆粒對(duì)RA并發(fā)的抑郁癥也有一定的緩解作用,下一步擬通過(guò)臨床及實(shí)驗(yàn)研究觀察通痹顆粒對(duì)RA并發(fā)抑郁癥的干預(yù)作用,并探索其可能的機(jī)制。