牛凡琪,郭斐斐,牛凡紅,劉婧,王思農(nóng)
(甘肅中醫(yī)藥大學(xué),甘肅 蘭州 730000)
痤瘡是臨床上的常見病[1]之一,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,研究認(rèn)為痤瘡丙酸桿菌高度表達(dá)而誘發(fā)炎性反應(yīng)[2]。一方面,核因子(NF)-κB 信號通路[3]的表達(dá)被激活或是抑制已成為炎性反應(yīng)發(fā)生不同進(jìn)展的重要因素;另一方面,抗炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(IL)-37[4]通過高水平表達(dá)抑制炎性反應(yīng)[5],在炎性反應(yīng)中起著不可替代的作用。本研究以酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法檢測外用三黃凝膠的大鼠耳廓痤瘡模型中NF-κB和抗炎細(xì)胞因子IL-37活性表達(dá)情況,探討三黃凝膠治療痤瘡的機(jī)制[6]。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心提供的SPF級Wistar大鼠60只,人工喂養(yǎng)6~8周,體質(zhì)量(200±20)g,雌性∶雄性=1∶1。實驗動物許可證號:SCXK(甘)2015-001。
1.1.2 藥物和試劑 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院提供三黃凝膠(含3.6 g生藥/10 g)作為治療組的藥物。對照組的藥物:重慶華邦制藥股份有限公司提供0.025%維A酸乳膏(批次:H50021817);天津市富宇精細(xì)化工有限公司提供100%油酸(批次:101212);上海中喬新舟生物科技有限公司提供大鼠血清NF-κB試劑盒(批次:EK0531)和大鼠血清IL-37試劑盒(批次:EK0837)。
1.2 方法
1.2.1 造模方法 選擇60只Wistar健康大鼠,采用隨機(jī)抽樣法分6組:空白組和模型組、陽性對照組以及三黃凝膠低濃度組、中濃度組、高濃度組,每組10只,除空白組,其余組建立大鼠耳廓復(fù)合痤瘡模型[7],即在各組大鼠的右側(cè)耳廓開口處均勻外抹100%油酸,0.5 mL/次,1次/d,給藥 3 周,采用隨機(jī)抽樣法從模型組選擇2只大鼠,在無菌實驗室將大鼠的耳朵剪下,使用HE染色法處理皮損組織,觀察病理。光鏡下觀察到:增厚嚴(yán)重的角質(zhì)層,擴(kuò)張的毛囊和過度角化,并且角化皮損見于毛囊口、漏斗部,以及堵塞的角栓塞,壺狀似的擴(kuò)大和消失的皮脂腺,然后參照痤瘡組織學(xué)判定(實驗性)分級標(biāo)準(zhǔn)[8]:毛囊漏斗部無粉刺(-);少量的密集角化皮損見于毛囊漏斗部(+);中等量的角化皮損見于毛囊漏斗部,延伸至皮脂腺(2+);廣泛角化皮損(和人的開放性痤瘡皮損類似)見于擴(kuò)張毛囊內(nèi)(3+)。(+)~(3+)提示大鼠耳廓的痤瘡模型已形成。
1.2.2 動物分組、給藥 在造模完成后,開始涂抹藥物。使用人和大鼠之間換算公式計算用藥劑量。給大鼠的用藥劑量為:0.025%維A酸乳膏給予陽性對照組[5 g/(kg·d)](和換算公式計算結(jié)果一致);給藥[0.08 g生藥/(kg·d)](換算公式計算結(jié)果的2倍)于三黃凝膠高濃度組;給藥[0.04 g生藥/(kg·d)](和換算公式計算結(jié)果一致)于三黃凝膠中濃度組;給藥[0.02 g生藥/(kg·d)](換算公式計算結(jié)果的1/2倍)于三黃凝膠低濃度組。在大鼠的右耳廓造模處給藥,1次/d,給藥4周,于空白組和模型組不給藥。
1.3 肉眼、組織病理學(xué)觀察 每天觀察、記錄每組大鼠耳處造模以及用藥治療后的皮膚癥狀,最后一次外用藥24 h后,在無菌實驗室使用工具剪掉所有組的鼠耳,HE染色處理后,可以通過光鏡來觀察組織病理學(xué)變化。
1.4 NF-κB和抗炎細(xì)胞因子IL-37活性表達(dá)水平的檢測 在給藥結(jié)束后經(jīng)過24 h,采集所有大鼠心臟血,通過離心、分離技術(shù)處理血清(放置-80℃環(huán)境下,使用ELISA法檢測NF-κB和抗炎細(xì)胞因子IL-37活性表達(dá)水平。)
1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 通過SPSS 25.0統(tǒng)計軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析,均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示定量資料,單因素方差分析比較組間均數(shù),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
2.1 觀察造模前后皮損情況 見圖1。
圖1 使用藥物治療后的4組和未使用藥物的2組鼠耳皮膚
空白組:鼠耳部皮膚未發(fā)生明顯改變,與正常組織基本一致;顏色粉紅,質(zhì)地很柔軟,毛細(xì)血管清晰可見。大鼠的內(nèi)耳開口處:皮膚平滑,未見角化物質(zhì)和粉刺、紅腫。
模型組:觀察1周,大鼠耳部顏色微微變紅,可見許多擴(kuò)張的毛細(xì)血管,變硬、增厚的表皮。觀察2周,鼠耳皮膚變紅腫,皮溫比空白組稍高,鼠耳表皮粗糙、增厚,有脫屑、結(jié)痂現(xiàn)象。第3周,耳部皮膚比第2周紅腫更甚,皮溫也升高明顯,質(zhì)地干燥、粗糙,表皮也增厚顯著,脫屑和結(jié)痂的情況有所加重,可見隆起的丘疹。
2.2 治療后大鼠耳的皮損變化情況 使用藥物治療1周后,各治療組的鼠耳皮膚:小范圍的癥狀逐漸好轉(zhuǎn),顏色略紅,柔軟質(zhì)地,薄薄的表皮,結(jié)痂掉落,皮膚觸之無灼熱感。在給藥3周后,觀察三黃凝膠高濃度組的大鼠耳廓情況:局部觸之柔軟和光滑,顏色正常、表皮皮溫正常,沒有腫脹、脫屑、結(jié)痂。觀察三黃凝膠的低濃度組、中濃度組、陽性對照組,和模型組相比:皮損癥狀有了明顯的改善。肉眼觀察模型組,皮損沒有明顯的好轉(zhuǎn);空白組沒有明顯的變化。
2.3 觀察組織、病理情況 見圖2。
圖2 染色處理后的鼠耳病理(HE染色×100)
空白組:大鼠耳部的表皮層:厚薄適中,可清晰看見毛囊和真皮以及表皮界限,還可見真皮層有炎性細(xì)胞存在,其他沒有明顯變化。
模型組:在造模完成后,增厚的角質(zhì)層和纖維組織、過度的角化、粗大的毛囊。廣泛角化物質(zhì)見于毛囊口、漏斗部;同時觀察到:角栓塞形成、像壺狀樣擴(kuò)大、皮脂腺的消失,并且可見炎性細(xì)胞的浸潤,和血管增厚的纖維組織。
陽性對照組:和模型組相比:可見變薄的纖維層,以及浸潤的炎性細(xì)胞、血管數(shù)量大幅度降低。
三黃凝膠組:與模型組對比,當(dāng)藥物濃度不斷增加的情況下,存在角質(zhì)層、纖維組織厚度漸漸變薄的現(xiàn)象,還有炎性細(xì)胞和血管數(shù)量同時減少。
2.4 對比各組的鼠耳廓痤瘡模型與空白組的NF-κB和IL-37活性表達(dá)情況
2.4.1 NF-κB在模型組中表達(dá)水平升高顯著,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=194.650,P<0.05)。對比模型組,在三黃凝膠低濃度、中濃度、高濃度組和陽性對照組中,NF-κB活性表達(dá)水平都有不同程度的降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=194.650,P<0.05)。對比陽性對照組,在三黃凝膠低濃度、中濃度組中NF-κB活性表達(dá)水平相差無幾,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=194.650,P>0.05)。三黃凝膠高濃度組的NF-κB活性表達(dá)水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=194.650,P<0.05)。
2.4.2 對比空白組,IL-37在模型組中表達(dá)水平升高顯著,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=192.090,P<0.05)。對比模型組,在陽性對照組和三黃凝膠高濃度、中濃度、低濃度組中,IL-37水平都有明顯降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=192.090,P<0.05)。三黃凝膠中濃度、低濃度組和陽性對照組中IL-37水平相近,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=192.090,P>0.05)。三黃凝膠高濃度組比陽性對照組中IL-37水平降低明顯,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=192.090,P<0.05)。
根據(jù)數(shù)據(jù)水平、病理和肉眼觀察比較,可以得出:三黃凝膠可以降低大鼠的NF-κB和IL-37活性表達(dá)水平,見表1。
表1 對比每組鼠耳粉刺模型NF-κB和IL-37 含量 (pg/mL,±s)
表1 對比每組鼠耳粉刺模型NF-κB和IL-37 含量 (pg/mL,±s)
注:NF-κB 中,a示與空白組比較,P 分別是 0.000、0.000、0.000、0.000、0.000;b示與模型組比較,P 分別是 0.000、0.000、0.000、0.000;c示與陽性對照組比較,P 分別是 0.903、0.951、0.000;IL-37 中,d示與空白組比較,P 分別是 0.000、0.000、0.000、0.000、0.000;e示與模型組比較,P 分別是 0.000、0.000、0.000、0.000;f示與陽性對照組比較,P分別是 0.777、0.782、0.000。
組別 n NF-κB IL-37空白組 10 22.95±1.78 15.34±2.11模型組 10 48.18±2.04a 39.91±1.44d陽性對照組 10 33.28±2.00ab 25.30±1.77de低濃度組 10 33.18±1.93abc 25.53±2.14def中濃度組 10 33.23±1.80abc 25.53±1.51def高濃度組 10 28.91±1.75abc 20.41±2.11def F 194.650 192.090 P 0.000 0.000
痤瘡與皮膚的特發(fā)性炎性反應(yīng)密切相關(guān),炎性因子IL-1、IL-6、IL-8的高水平表達(dá)可導(dǎo)致瘢痕的形成[9-11]。NF-κB是一種調(diào)節(jié)多種炎性反應(yīng)表達(dá)的誘導(dǎo)性轉(zhuǎn)錄因子[12],是聯(lián)系炎性反應(yīng)的關(guān)鍵信號分子。腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-6、IL-8[13]等至少 27種不同炎性反應(yīng)靶基因可以被NF-κB激活,進(jìn)而產(chǎn)生大量中性粒細(xì)胞浸潤、聚積于炎性反應(yīng)部位,比如一氧化氮炎性效應(yīng)分子[14]。此外,NF-κB可以刺激IL-1β、TNF-α等細(xì)胞因子表達(dá),并且細(xì)胞因子還可以刺激NF-κB,進(jìn)一步使NF-κB活化,讓炎性反應(yīng)持續(xù)、放大[15]。同時,IL-37是新發(fā)現(xiàn)的抗炎細(xì)胞因子,由巨噬細(xì)胞刺激炎性細(xì)胞因子時產(chǎn)生,抑制炎性細(xì)胞因子的激活,在痤瘡中起到抑制炎性反應(yīng)的作用[16]。IL-37在正常情況下呈低水平表達(dá),在痤瘡模型中炎性因子的作用下水平迅速升高,發(fā)揮作用,抑制炎性反應(yīng)[17]。IL-37通過降低IL-1α、IL-6、IL-1β、干擾素(IFN)-γ、IL-18、TNF-α 的水平來控制炎性反應(yīng)的發(fā)展[18]。
根據(jù)痤瘡組織學(xué)判定(實驗性)分級標(biāo)準(zhǔn)建立大鼠耳廓痤瘡模型,當(dāng)造模的鼠耳廓皮膚、病理學(xué)變化與人的痤瘡皮損基本一致,則說明了痤瘡模型造模的可行性?!叭S膏”常用于治療痤瘡,藥物組成:黃連、黃芩、黃柏、凡士林、芝麻油。實驗中的三黃凝膠在“三黃膏”基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行劑型轉(zhuǎn)變,以原來藥物為基礎(chǔ),利用現(xiàn)代制作工藝,以卡波姆940作為基質(zhì),另外增加丹參、當(dāng)歸、苦參、白及、冰片、白芷、茯苓和薄荷,將多余的色素脫去,添加(月桂氮酮)促透劑和(三乙醇胺)調(diào)節(jié)劑制作成三黃凝膠。在多年的臨床應(yīng)用中,觀察發(fā)現(xiàn)三黃凝膠在治療中、重度痤瘡方面有顯著療效[19],能直達(dá)病位,和皮膚耦合的效果也極佳,有吸收藥物快、作用時間長、明顯改善局部皮損的優(yōu)點(diǎn)。清熱消腫是黃芩、黃柏、黃連(可以減少炎性細(xì)胞因子的釋放)共同的功效;當(dāng)歸能顯著修復(fù)皮膚創(chuàng)面,還有抗炎作用,并能降低毛細(xì)血管的通透性,使前列腺素E2(PGE2)生成減少,減輕皮膚局部炎性反應(yīng)[20-21];丹參可以促進(jìn)組織修復(fù)、再生,皮膚局部微循環(huán)得到調(diào)節(jié),成纖維細(xì)胞的生長得到抑制;此外,創(chuàng)傷性炎性反應(yīng)范圍可以被丹參通過免疫調(diào)節(jié)控制在適宜范圍之內(nèi),加快修復(fù)破壞組織。
此研究證實,大鼠的耳廓痤瘡模型中NF-κB和IL-37活性表達(dá)水平能夠被三黃凝膠顯著降低。三黃凝膠的低濃度、中濃度組和陽性對照組的治療效果基本相同,三黃凝膠的高濃度組比陽性對照組的治療效果更好。因而推斷:三黃凝膠高濃度組通過降低抗炎細(xì)胞因子IL-37水平,并抑制NF-κB的活性表達(dá),從而減少了NF與對應(yīng)炎性反應(yīng)的靶向基因結(jié)合、表達(dá),起到治療炎性反應(yīng)的效果。