李娟娥,姜小帆,南曉強(qiáng),劉沈楠,吉海旺,雷 鵬△
1.陜西省人民醫(yī)院(西安710068);2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)(咸陽712046)
高尿酸血癥(Hyperuricemia,HUA)與痛風(fēng)(Gout)是嘌呤代謝障礙引起的代謝性疾病,痛風(fēng)除高尿酸血癥外,還可表現(xiàn)為急性關(guān)節(jié)炎(Acute gouty arthritis,AGA),其主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)及周圍軟組織的紅、腫、熱、痛,病情嚴(yán)重者出現(xiàn)關(guān)節(jié)破壞。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活方式的改變,高尿酸血癥和痛風(fēng)的發(fā)病率逐年上升。祖國醫(yī)學(xué)經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展歷程,對痛風(fēng)的防治形成了較為完整的理論體系和豐富的臨床經(jīng)驗,但缺乏廣泛深入的相關(guān)機(jī)制研究和高證據(jù)的臨床研究。我們的前期實驗研究和臨床應(yīng)用均發(fā)現(xiàn)息痛散具有降低血清尿酸和緩解急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎癥狀的作用[1-2],主要與降低炎性因子有關(guān),但對降低血尿酸及篩選炎癥信號通路的靶點研究尚待進(jìn)一步明確。本研究通過關(guān)節(jié)腔注射尿酸鈉晶體及腹腔注射氧嗪酸鉀溶液建立HUA+AGA大鼠模型,觀察息痛散對急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠的治療作用,并探討其可能的作用機(jī)制。
1 實驗材料
1.1 實驗動物:清潔級Wistar雄性大鼠60只,12周齡,平均體重(250±20)g。3只大鼠為一籠飼養(yǎng)。飼養(yǎng)溫度(23±2)℃,濕度(55±10)%,每日12 h光照維持,晝夜循環(huán)。各組大鼠均常規(guī)飼養(yǎng),并自由攝水、進(jìn)食。動物由第四軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心提供。
1.2 實驗藥物與試劑:氧嗪酸鉀(批號:2207-75-2)、尿酸鈉(批號:U2875-5G)、秋水仙堿(批號:H20113208)。Caspase-1、TNF-α、NF-κB(p65)抗體(批號:ab74279、ab175315、ab16502)。ELISA試劑盒、TGF-β1(型號:HLE20746)、IL-1β(型號:HLE20024)、IL-10(型號:HLE20095)、Histamin(型號:HLE20597)。息痛散顆粒(由三九藥業(yè)提供中藥免煎顆粒)。
1.3 實驗儀器:酶標(biāo)儀multiskan mk3型(Labsystems dragon公司)、高速冷凍離心機(jī)TGL-16、湘儀DYY-7C型電泳儀、恒溫培養(yǎng)箱DHP-9052型。
2 實驗方法
2.1 動物分組:將60只Wistar大鼠按體重分層,采用Excel隨機(jī)方法將大鼠分出12只為正常組,其余均復(fù)制模型。將造模成功的大鼠隨機(jī)分為模型組、秋水仙堿組、息痛散低劑量組、息痛散高劑量組,每組12只。所有大鼠均分籠飼養(yǎng),每籠6只,自由攝食、飲水,并定期清潔、消毒。
2.2 藥物配制方法:將3 g氧嗪酸鉀晶體溶于97 ml生理鹽水中配成3%氧嗪酸鉀溶液;1250 mg尿酸鈉結(jié)晶加45 ml生理鹽水中,再加5 ml吐溫80,配成25 mg/ml的尿酸鈉溶液50 ml,0.22 μm密理博除菌濾器過濾除菌。
2.3 模型建立:按1 ml/100 g的劑量將3%的氧嗪酸鉀進(jìn)行大鼠腹腔注射,2次/d,連續(xù)注射7 d,構(gòu)建HUA模型。第4天采用2%的戊巴比妥鈉將大鼠麻醉,從右側(cè)踝關(guān)節(jié)背側(cè)按30°~45°方向插入脛骨肌腱內(nèi)側(cè),將0.2 ml的尿酸鈉溶液注射入關(guān)節(jié)腔內(nèi),誘導(dǎo)AGA模型,如關(guān)節(jié)有明顯腫脹,即表明模型復(fù)制成功[3-4]。
2.4 給藥方法:給藥劑量根據(jù)“人與動物體表面積換算的等效劑量” 進(jìn)行換算[5],秋水仙堿組、息痛散高劑量組和息痛散低劑量組的用藥劑量分別為0.3 mg/(kg·d)、72 g/(kg·d)和18 g/(kg·d),正常組及模型組給予等體積生理鹽水。構(gòu)建AGA模型24 h后給藥, 2次/d,連用10 d均為灌胃治療。
2.5 大鼠足跖腫脹度的測定:以上各組于治療前、治療后4、12、24、48 h測定各組鼠足容積[5]。足跖腫脹率=(給藥后足容積-給藥前足容積)/給藥前足容積×100%。
2.6 標(biāo)本留?。褐委煹?天各組均取6只大鼠,末次給藥2 h后,按0.3 ml/100 g劑量腹腔注射10%水合氯醛溶液,大鼠麻醉后,腹主動脈取血,4000 r/min,離心10 min,分離血清,檢測血清尿酸及血清中TGF-β1、IL-1β、IL-10、Histamin含量。取右踝關(guān)節(jié),留拍關(guān)節(jié)大體圖片、關(guān)節(jié)腔內(nèi)圖片、關(guān)節(jié)面圖片。關(guān)節(jié)組織獲取后取一部分放置于4%多聚甲醛溶液固定后行HE染色;另一部分將滑膜組織切成小塊放于EP管,迅速投入液氮中,用于Western blot檢測。剩余每組6只大鼠于治療10 d后,同上處理。
2.7 Western blot檢測:取一定量凍存滑膜組織,加入400 μl PMSF的RIPA蛋白裂解液于冰上勻漿制備樣品,10% SDS-PAGE凝膠電泳分離蛋白;PVDF膜轉(zhuǎn)膜約90 min。用TBST配制5%脫脂奶粉,將膜浸入后,室溫放置1 h。一抗孵育:將封閉液按照1∶500稀釋;二抗孵育:用封閉液按照1∶3000稀釋HRP標(biāo)記二抗,孵育2 h。用ECL試劑盒反應(yīng),X光片壓片、顯影、定影,并用Lab Works軟件對圖像進(jìn)行灰度分析。
2.8 大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜組織的病理形態(tài)學(xué)變化:用4%多聚甲醛溶液固定滑膜組織,分別進(jìn)行脫鈣和脫水后石蠟包埋,切片后行HE染色,于顯微鏡下觀察大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜組織的病理形態(tài)學(xué)變化。
1 各組大鼠足跖腫脹率比較 給藥后4 h,各組足跖腫脹率均升高,與正常組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。秋水仙堿組足跖腫脹率減輕,與模型組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),息痛散低劑量與高劑量組均有所降低,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。給藥后12 h,各組足跖腫脹率升高,與正常組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,秋水仙堿組和息痛散高劑量組足跖腫脹率均減輕,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。給藥后24 h,各組足跖腫脹率均高,與正常組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,各給藥組足跖腫脹率減輕,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。給藥后48 h,與正常組比較,各組關(guān)節(jié)腫脹度均高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,各治療組足跖腫脹率均低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。綜上說明,各給藥組均可減輕HUA+AGA大鼠模型的關(guān)節(jié)腫脹度,秋水仙堿約從4 h開始起效,息痛散組約12 h開始起效。見表1。
表1 各組大鼠足跖腫脹率比較(%)
2 各組大鼠血尿酸水平比較 治療5 d后,與正常組UA(98.20±15.20)μmol/L比較,模型組尿酸(Uric acid,UA)(287.56±35.23)μmol/L、秋水仙堿組UA(265.37±31.02)μmol/L、息痛散低劑量組UA(258.87±36.42)μmol/L、息痛散高劑量組UA(248.12±25.87)μmol/L均高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。說明采用腹腔注射氧嗪酸鉀方法可以成功構(gòu)建HUA模型。各藥物治療組中血清UA與模型組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
3 各組大鼠血清TGF-β1、IL-1β、IL-10、Histamin含量比較 與正常組相比,模型組和各藥物治療組大鼠血清中TGF-β1、IL-1β、IL-10、Histamin含量均有差異,具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。治療5 d和10 d時秋水仙堿組血清中TGF-β1、IL-1β、IL-10、Histamin含量與模型組比較,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。治療5 d時息痛散高劑量組與模型組比較,各項指標(biāo)均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),而息痛散低劑量組的IL-1β、Histamin含量與模型組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。治療10 d時,息痛散低劑量組IL-1β、IL-10與模型組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 各組大鼠血清TGF-β1、IL-1β、IL-10、Histamin水平比較(ng/ml)
4 各組大鼠滑膜組織內(nèi)Caspase-1、TNF-α、NF-κB(p65)表達(dá)比較 通過Western blot檢測,治療5 d后各藥物治療組大鼠滑膜組織內(nèi)Caspase-1、TNF-α、NF-κB(p65)含量與模型組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。治療10 d后,秋水仙堿組和息痛散高劑量組Caspase-1、TNF-α和NF-κB(p65)蛋白表達(dá)與模型組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而息痛散低劑量組,各指標(biāo)差異,無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3(圖1)。
表3 各組大鼠滑膜組織內(nèi)Caspase-1、TNF-α和NF-κB(p65)蛋白表達(dá)比較
A:模型組;B:息痛散低劑量組;C:息痛散高劑量組;D:秋水仙堿組
5 各組大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織病理形態(tài)學(xué)情況 通過HE染色觀察到,治療10 d時模型組大鼠滑膜組織即出現(xiàn)炎性病變,關(guān)節(jié)腔積液顯著增多,滑膜組織充血、水腫,可見大量的淋巴和單核細(xì)胞浸潤,關(guān)節(jié)軟骨表面光滑,未見明顯顆粒;與模型組相較,秋水仙堿組及息痛散高劑量組關(guān)節(jié)腔積液明顯減少,滑膜組織輕度充血、水腫,可見少許炎性細(xì)胞浸潤;息痛散低劑量組與模型組比較,區(qū)分度不顯著(圖2)。
A:模型組;B:秋水仙堿組;C:息痛散低劑量組;D:息痛散高劑量組
痛風(fēng)是長期嘌呤代謝障礙、血尿酸增高導(dǎo)致單鈉尿酸鹽沉積于骨關(guān)節(jié),引發(fā)的急、慢性炎癥和組織損傷[6]。目前,研究認(rèn)為急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎主要與TLR4/NF-κB的炎性信號通路有關(guān)。NF-κB是一種DNA結(jié)合蛋白因子,參與不同促炎分子和不同酶的轉(zhuǎn)錄,如細(xì)胞因子、趨化因子、細(xì)胞黏附等。當(dāng)MSU沉積于細(xì)胞外時,與細(xì)胞膜上的Toll樣受體結(jié)合,活化NF-κB,進(jìn)一步激活NLRP3炎癥小體,誘導(dǎo)pro-Caspase-1自我剪切為活化的Caspase-1,進(jìn)而活化IL-1β、IL-18,激活下游的一系列炎癥反應(yīng)[7-8]。IL-10是一種抑制軟骨分解的細(xì)胞因子[9],可直接抑制破壞軟骨的IL-1和TNF-α等炎性因子的合成。
中醫(yī)學(xué)將本病納入“骨痹、痹證、筋痹、歷節(jié)風(fēng)、白虎歷節(jié)”等范疇,主要因先天脾腎不足,或七情損傷、或飲食不當(dāng)、或關(guān)節(jié)外傷,致痰濁內(nèi)聚,或加之外感邪氣,形成熱毒、痰濁、瘀血滯留肢體筋脈關(guān)節(jié),形成紅、腫;焮熱及劇痛[10-11]。息痛散由石膏、忍冬藤、黃柏、蒼術(shù)、牛膝、桃仁、全蝎等組成。方中生石膏,辛甘性寒,清透肌膚骨節(jié)郁熱;忍冬藤清熱解毒、宣泄風(fēng)熱,兩藥共為君藥;蒼術(shù)燥濕健脾,黃柏清熱燥濕,合為臣藥;桃仁、全蝎活血化瘀、通絡(luò)止痛;川牛膝祛風(fēng)除濕、疏經(jīng)通絡(luò),且引藥下行,使諸藥直達(dá)病所。全方共奏清熱瀉火、祛瘀通絡(luò)、燥濕化痰之功。
近年來,中藥復(fù)方治療AGA研究比較多,證實清熱祛濕、通絡(luò)止痛的中藥復(fù)方具有消炎止痛的作用,可以改善患者的關(guān)節(jié)疼痛等癥狀[12],但目前大部分研究僅停留在藥效學(xué)方面,缺乏深入的機(jī)制研究[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)息痛散可以減輕HUA+AGA大鼠模型關(guān)節(jié)腫脹度,改善滑膜組織的炎性反應(yīng),調(diào)節(jié)血清中TGF-β1、IL-1β、IL-10、Histamin水平,降低踝關(guān)節(jié)滑膜組織中Caspase-1、TNF-α、NF-κB蛋白的表達(dá),其作用機(jī)制可能與TLR4/NF-κB信號通路抑制NLRP3炎性體激活有關(guān)。高尿酸血癥是導(dǎo)致AGA的主要因素,故本研究采用的是高尿酸血癥+急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎模型,更符合人類急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制,但可能由于采用的是急性炎癥期模型,故對關(guān)節(jié)軟骨暫未形成明顯破壞,需要日后進(jìn)一步完善。