張斯?jié)h,黃耿,張新洲,潘富林★
(1.深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院腎內(nèi)風(fēng)濕科,廣東 深圳;2.深圳市人民醫(yī)院,廣東 深圳)
骨關(guān)節(jié)炎(OA)是影響廣大老年患者的常見疾病,隨著我國人口老齡化社會形勢日益嚴(yán)峻,OA帶來的社會影響、經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)日趨嚴(yán)重。OA病理表現(xiàn)主要為炎癥反應(yīng)及關(guān)節(jié)軟骨破壞,彩超和磁共振可以發(fā)現(xiàn)早期軟骨侵蝕。然而患者此時(shí)并無明顯特異性表現(xiàn),關(guān)節(jié)平片不能發(fā)現(xiàn)軟骨破壞,臨床往往被忽視,而晚期OA內(nèi)科治療方法,常常需要外科關(guān)節(jié)置換才能改善癥狀。故OA的早期診療非常關(guān)鍵,目前尚無特異性血清學(xué)標(biāo)志物。血小板反應(yīng)蛋白-1(TSP-1)由凝血酶激活的血小板產(chǎn)生[1],故被命名血小板反應(yīng)蛋白或凝血酶敏感蛋白。TSP-1家族包括TSP-1、TSP-2、TSP-3、TSP-4、TSP-5[2],本實(shí)驗(yàn)觀測到TSP-1在OA患者軟骨細(xì)胞表達(dá)上調(diào),有望成為OA早期診斷的特異性標(biāo)志物。中藥對骨關(guān)節(jié)炎的作用一直是研究的熱點(diǎn),復(fù)元膠囊是臨床有效的復(fù)方制劑,在多個(gè)研究中顯示了對OA有肯定的療效。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了TSP-1在OA軟骨細(xì)胞的表達(dá)及復(fù)元膠囊對其抑制作用。
1.1.1 試劑
TSP-1 ELISA試劑盒 上海晶抗生物有限公司;CD-47 ELISA試劑盒 上海經(jīng)科化學(xué)有限公司;白介素-1β 試劑 Sigma 試劑公司;人源性軟骨細(xì)胞株 上海拜力生物科技公司; ALP ELISA試劑盒、type Ⅹ Collagen ELISA試劑盒、TaKaRa RNA 提取試劑盒、TSP-1多克隆兔抗鼠一抗、TSP-1羊抗兔二抗、GAPDH抗體、DAB顯色試劑盒、Abcam 公司;SAB總蛋白提取試劑盒購自南京萊富賽公司;BCA蛋白檢測試劑盒自廣州威佳生物科技公司;TSP-1、GAPDH引物由深圳華大基因公司合成。
1.1.2 儀器
1.1.3 藥品
復(fù)元膠囊 重慶希爾安藥業(yè)公司生產(chǎn),僅供試驗(yàn)使用;塞來昔布 輝瑞制藥公司。
SD大鼠12只,由重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供,實(shí)驗(yàn)動物許可證編號20120001。
1.2.1 OA細(xì)胞模型造模
軟骨細(xì)胞經(jīng)2次傳代后,取第三代細(xì)胞,加入濃度為10ng/mL的IL-1β,孵育24h,收集培養(yǎng)液,3000rpm離心15分鐘,取上清,按ALP ELISA試劑盒、type Ⅹ Collagen ELISA試劑盒步驟操作,檢測OA軟骨細(xì)胞早期改變標(biāo)志物Ⅹ型膠原、堿性磷酸酶(ALP)[3]。
1.2.2 含藥血清制備
大鼠隨機(jī)分為3組,每組4只。各組大鼠分別予復(fù)元膠囊大、中、小劑量,即 2222.9mg/kg、743.3mg/kg、371.65mg/kg[4],大鼠每天灌胃2次,正常喂養(yǎng),連續(xù)5天后,斷頭取血,500×g離心,取上清,置于56℃水浴滅活30min,過0.22μm微孔濾膜過濾除菌,分裝,-20℃保存,備用。
1.2.3 分組及給藥
此外,目前大部分研究僅基于臨床療效對阿司匹林的獲益進(jìn)行評價(jià),而缺乏對于經(jīng)濟(jì)性的考量?;诖?,本研究結(jié)合臨床療效,從經(jīng)濟(jì)性的角度對阿司匹林是否適用于我國全人群CVD一級預(yù)防進(jìn)行藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià),以期為相關(guān)臨床實(shí)踐提供參考。
見表1。
各組細(xì)胞培養(yǎng)箱孵育72小時(shí),分別收集上清液及軟骨細(xì)胞,備用。
1.2.4 ELISA法檢測各組細(xì)胞上清液TSP-1 CD-47的表達(dá)
上清液3000rpm離心15分鐘,棄去沉淀,按照TSP-1、CD-47 ELISA試劑盒說明操作,測定各組TSP-1 CD-47相對表達(dá)量,結(jié)果見圖2、圖3。
表1 軟骨細(xì)胞分組及給藥
1.2.5 RT-PCR檢測TSP-1 CD-47 DNA表達(dá)
備用軟骨細(xì)胞加入TRIZOL試劑提取軟骨細(xì)胞總RNA,瓊脂糖凝聚檢驗(yàn)RNA完整性,DEPC水處理RNA后紫外分光光度計(jì)檢測其濃度和純度(保持OD260/280在1.8-2.0之間),按照PCR說明書完成mRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,通過在Gene Bank選擇鼠源性TSP-1 CD-47和GAPDH(內(nèi)參)的mRNA的全基因系列,使用軟件設(shè)計(jì)TSP-1 CD-47和GAPDH的引物,TSP-1上游引物,正向:5’ TTCCGGACCGATCCGATTC 3’, 反 向:5’ GACGAGTTCTCTGTTTACCCTGA 3’; GAPDH 上游,正 向 引 物:GTGCTAGCCGCATCTAGTAG 3’,反 向 引 物:5’CGATTGTGCCGTCGAACTTA 3’,以cDNA為模板進(jìn)行RT-PCR法擴(kuò)增mRNA,并對產(chǎn)物進(jìn)行定量分析,結(jié)果見圖4。
1.2.6 Western-blot檢測TSP-1 CD-47蛋白表達(dá)
用RIPA蛋白提取試劑提取總蛋白,按照BCA protein Assay kit步驟定蛋白濃度,SDS-PAGE凝膠電泳,轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜,5%脫脂奶粉封閉 1小時(shí),分別加入 TSP-1(1:500)CD-47(1:500)和GAPDH(1:2000)一抗,4℃冰箱過夜。羊抗兔二抗室溫孵育30分鐘,ECL法顯色,凝膠成像系統(tǒng)成像,結(jié)果見圖5。
1.2.7 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS 17.0處理,多組之間采用卡方檢驗(yàn),兩組之間比較采用t檢驗(yàn),P值小于0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
OA細(xì)胞模型構(gòu)建,見圖1,軟骨細(xì)胞經(jīng)IL-1β孵育后,檢測OA早期標(biāo)記物ALP、Ⅹ Collagen,結(jié)果顯示,模型組和陰性對照組上述標(biāo)記物的表達(dá)均有顯著差異,表明造模成功,可進(jìn)行下一步試驗(yàn)。
圖1 OA細(xì)胞模型表達(dá)ALP、Collagen10的情況
復(fù)元膠囊含藥血清孵育后,TSP-1在軟骨細(xì)胞上清液表達(dá)的情況見圖2:和空白組比較,TSP-1在模型組(F組)及實(shí)驗(yàn)組(A、B、C組)表達(dá)上調(diào),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);和模型組比較,復(fù)元膠囊大、中、小劑量組均能明顯抑制TSP-1的表達(dá),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中,復(fù)元膠囊大劑量組抑制作用最明顯,且大中小劑量組之間體現(xiàn)劑量依賴性。
圖2 復(fù)元膠囊對TSP-1在OA細(xì)胞模型上清液表達(dá)的影響
復(fù)元膠囊含藥血清孵育后CD-47在細(xì)胞上清液表達(dá)情況,見圖3:和空白組比較,CD-47在模型組(F組)及實(shí)驗(yàn)組(A、B、C組)表達(dá)上調(diào),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);和模型組比較,復(fù)元膠囊大、中、小劑量組均能明顯抑制CD-47的表達(dá),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中,復(fù)元膠囊大劑量組抑制作用最明顯。
圖3 復(fù)元膠囊對CD47在OA細(xì)胞模型上清液表達(dá)的影響
復(fù)元膠囊干預(yù)后OA細(xì)胞模型后,TSP-1 mRNA表達(dá)情況,見圖4:和空白組比較,TSP-1mRNA在模型組(F組)及實(shí)驗(yàn)組(A、B、C組)表達(dá)上調(diào),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);和模型組比較,復(fù)元膠囊大、中、小劑量組均能明顯抑制TSP-1mRNA的表達(dá),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中,復(fù)元膠囊大劑量組抑制作用最明顯,且大中小劑量組之間體現(xiàn)劑量依賴性。
圖4 復(fù)元膠囊對TSP-1 mRNA在OA細(xì)胞模型表達(dá)的影響
復(fù)元膠囊干預(yù)后OA細(xì)胞模型后,TSP-1 蛋白在OA細(xì)胞內(nèi)表達(dá)情況,見圖5:和空白組比較,TSP-1蛋白在模型組(F組)及實(shí)驗(yàn)組(A、B、C組)表達(dá)上調(diào),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);和模型組比較,復(fù)元膠囊大、中、小劑量組均能明顯抑制TSP-1蛋白的表達(dá),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中,復(fù)元膠囊大劑量組抑制作用最明顯。
圖5 復(fù)元膠囊對OA細(xì)胞模型表達(dá)TSP-1 蛋白的影響
TSP-1在正常組織含量很少,在組織損傷、慢性疾病過程中上調(diào),除了分布在實(shí)質(zhì)細(xì)胞,還分布在血液[5]、尿液[6]、腦脊液[7]等體液中。在本實(shí)驗(yàn)中檢測到TSP-1在OA細(xì)胞中及細(xì)胞外液均有上調(diào),證實(shí)OA疾病過程中由軟骨細(xì)胞過表達(dá)TSP-1,且上調(diào)的TSP-1可以進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì)。
TSP-1除了在血小板、中性粒細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞分泌外,在RA[8]、SLE[9]、硬皮病[10]等風(fēng)濕免疫病過程中均有表達(dá)上調(diào),以及本實(shí)驗(yàn)中在OA軟骨細(xì)胞中明顯表達(dá)增加,證實(shí)TSP-1可以在軟骨細(xì)胞、滑膜細(xì)胞等細(xì)胞產(chǎn)生,在風(fēng)濕性疾病的慢性炎癥過程中發(fā)揮了重要作用。
用IL-1β孵育軟骨細(xì)胞制作OA的細(xì)胞模型,是一種比較多見的試驗(yàn)方法,但是否造模成功,目前仍然沒有可靠的依據(jù)。本研究中采用ELISA方法檢測OA軟骨細(xì)胞早期終端分化的標(biāo)志物ALP及type Ⅹ Collagen,可以衡量造模成功與否,相對于使用電鏡觀察細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu),或者使用免疫組化觀察細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核的改變,方法更簡單可行,對于下一步試驗(yàn)具有重要的意義。
CD47為表達(dá)于細(xì)胞表面的膜受體,同時(shí)又是抑制性受體信號調(diào)節(jié)蛋白a的配體,本研究用ELISA法檢測了CD47在軟骨細(xì)胞外液含量增多,不排除膜蛋白的脫落或者其他分泌機(jī)制造成。聯(lián)合檢測TSP-1及其受體CD47,對于早期OA的診斷有很大意義,如果臨床上能抑制TSP-1過度表達(dá)或者抑制其受體CD47的活化,可能對骨關(guān)節(jié)炎的治療有積極的意義。
在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中,復(fù)元膠囊均已經(jīng)被證實(shí)對OA有肯定的治療作用,其一,復(fù)元膠囊可以抑制炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子的釋放,如抑制 IL-1β、IL-6、TNF-α、VEGF、iNOS 等的釋放[11][12][13];其二,復(fù)元膠囊抑制軟骨細(xì)胞凋亡,促進(jìn)其增殖[14];其三,復(fù)元膠囊還可以抑制軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的降解、抑制基質(zhì)金屬蛋白ADAMTS-4、ADAMTS-5酶的活化[15][16];TSP-1是 ASAMTS聚糖蛋白酶家族內(nèi)含的系列,本實(shí)驗(yàn)中可以觀察到復(fù)元膠囊可以明顯抑制TSP-1的表達(dá),且有劑量依賴性,或許可以解釋其保護(hù)OA軟骨基質(zhì),抑制聚糖蛋白酶ADAMTS的活化,延緩聚糖蛋白被降解的機(jī)制。復(fù)元膠囊是否可以抑制CD47在軟骨細(xì)胞OA模型中mRNA及蛋白表達(dá),將在后續(xù)研究中繼續(xù)進(jìn)行。