杜偉鵬,張現(xiàn)峰,王曉歌,馬立人
(平頂山中醫(yī)醫(yī)院,河南 平頂山 467000)
皮膚潰瘍是一種由多種原因引起的難治性皮膚病,從肉體和精神上對患者造成雙重的痛苦,其主要特征是病程遷延、長期不能愈合,一般超過2周不愈合即可認定為慢性皮膚潰瘍[1]。同時,慢性皮膚潰瘍伴隨的慢性炎癥具有致癌的風險[2]。目前我國對于慢性潰瘍大樣本人群調(diào)查尚未廣泛展開,但該病的危害已經(jīng)無法忽視。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,對該病的治療已經(jīng)取得長足的進步,目前西醫(yī)主要以外用藥物、高壓氧療、生長因子、皮膚移植和負壓傷口治療等手段為主[3],雖然治療手段眾多,但療程長、代價大,效果也不盡如人意。中醫(yī)學對于慢性皮膚潰瘍的治療經(jīng)驗豐富,多種藥物在該病的治療中均顯現(xiàn)出價值,其中以紫草的療效最為突出。紫草素是從紫草中提取的一種萘醌類化合物,對于促進皮膚愈合具有良好的效果[4],但其作用機制尚未明確。本研究就紫草素對慢性皮膚潰瘍大鼠間隙連接蛋白(Cx)的影響展開研究,以期為紫草素治療慢性皮膚潰瘍提供理論依據(jù)。
SPF 級健康SD 大鼠42 只,體質(zhì)量300~320 g,8~12 周齡,雌性各半,購于上海西普爾-必凱實驗動物有限公司,許可證號:SCXK(滬)2018-0006。適應性飼養(yǎng)1 周后用于實驗,飼養(yǎng)條件:室溫22~25 ℃,相對濕度50%~70%,光暗同步各12 h,自由攝食飲水。此次研究獲得江西中洪博元生物技術(shù)有限公司實驗動物倫理委員會批準,批號:2019120601,所有實驗動物的飼養(yǎng)和處理均符合實驗動物管理和使用規(guī)定。
紫草素(HPLC ≥98%,上海脈鉑醫(yī)藥科技有限公司,貨號:MED80061-1 g);醫(yī)用凡士林紗布(新鄉(xiāng)市華西衛(wèi)材有限公司,批號:1936031);重組牛堿性成纖維細胞生長因子凝膠(貝復新,珠海億勝生物制藥有限公司,批號:G41B10158);免疫組化試劑盒(上海博湖生物科技有限公司,貨號:BH-S63629);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(上海博湖生物科技有限公司,貨號:BH-S63784);Cx26、Cx32、Cx43 二抗(美國Biovision,貨號:3331-100、3330-120、3330-115);甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GADPH,北京百奧萊博科技有限公司,貨號:ARB11900)。
實時熒光定量PCR 儀(美國伯樂Bio-Rad,型號:CFX96);全自動組織包埋裝置(沈陽恒松科技有限公司,型號:HS-B7126-B);石蠟切片機(沈陽恒松科技有限公司,型號:HS-S7220-B);熒光多功能顯微鏡(日本奧林巴斯,型號:CX43);全波長酶標儀(山東萊恩德智能科技有限公司,型號:LD-96A);垂直電泳轉(zhuǎn)印系統(tǒng)(美國伯樂Bio-Rad,型號:1658033);微量核酸蛋白分析儀(北京創(chuàng)譽科技有限公司,型號:Aurora-900)。
所有大鼠在造模前4 d 注射青霉素鉀溶液(400 U/只)防止感染,每天1 次。4 d 后隨機選擇30 只大鼠采用戊巴比妥鈉麻醉,標記4 cm×4 cm 面積剃除背部毛發(fā),8%硫化鈉脫毛,無菌條件下制備2 cm ×2 cm 創(chuàng)面面積,按印跡剪去全層皮膚,深至筋膜,避開較大血管,造成缺損性創(chuàng)面,肌注氫化可的松60 mg/kg,50%冰醋酸溶液涂抹創(chuàng)面,醫(yī)用紗布覆蓋、包扎,1 周后形成慢性皮膚潰瘍模型。造模成功標準:大頭針刺創(chuàng)面5 mm,無滲血且潰瘍表面有肉芽組織生長[5]。選擇24 只造模成功大鼠,依據(jù)隨機數(shù)字表隨機分為模型組和紫草素組,每組12 只。12 只未造模大鼠作為假手術(shù)組,僅在背部相應部位分離皮瓣,原位縫合。
給藥時間為造模1 周后,給藥前均采用生理鹽水棉球清洗創(chuàng)面,擦拭分泌物。清潔后進行藥物干預,并用紗布覆蓋。模型組給予1 890 U/cm2重組牛堿性成纖維細胞生長因子凝膠涂抹創(chuàng)面,紫草素組給予4 mg/mL紫草混懸液(大豆油稀釋)涂抹,具體劑量參照“人和動物體表面積折算的等效劑量比率表”換算。假手術(shù)組和模型組給予等量生理鹽水外敷。每日換藥1次,連續(xù)給藥14 d。
1.5.1 一般情況
每日觀察大鼠形態(tài)、體征、行為等一般情況。
1.5.2 創(chuàng)面愈合情況
分別在干預7、12 d 后觀察創(chuàng)面愈合情況,計算創(chuàng)面愈合率。玻璃紙覆蓋創(chuàng)面,描繪潰瘍邊緣,沿邊緣剪下后稱重,按面積比值計算潰瘍面積,由同一名醫(yī)師測量,測量3次取平均值。
創(chuàng)面愈合(%)=(干預前創(chuàng)面面積- 干預后創(chuàng)面面積)/干預前創(chuàng)面面積×100%
1.5.3 潰瘍創(chuàng)面病理組織學變化
干預7、12 d 后,無菌條件下采用手術(shù)器械分離潰瘍創(chuàng)面肉芽組織低溫凍存待檢,取部分組織進行石蠟切片、HE染色,顯微鏡下觀察病理變化。
1.5.4 Western Blot 法檢測潰瘍組織Cx26、Cx32、Cx43蛋白表達
干預12 d 后,取待檢潰瘍?nèi)庋拷M織,冰上加入RIPA 裂解液,充分震蕩、離心后吸取上清液;PBS 洗滌剪塊勻漿,離心收集上清液,獲得總蛋白溶液。加入細胞漿蛋白抽提試劑A 和B,再次離心后獲得細胞漿蛋白,采用BCA 法測定蛋白濃度。經(jīng)SDS-PAGE 電泳后在300 mA 恒流下轉(zhuǎn)膜,30 min 后使用5%脫脂牛奶封閉,4 ℃孵育稀釋后加入一抗,過夜后加入二抗,加入發(fā)光液之后進行曝光、顯影、定影。采用Alpha 軟件分析目標帶光密度值。
1.5.5 RT-PCR 法檢測潰瘍組織Cx26、Cx32、Cx43 mRNA相對表達
干預14 d 后取潰瘍?nèi)庋看龣z組織,充分研磨后分離蛋白,提取RNA,檢測RNA 濃度,逆轉(zhuǎn)錄后獲得cDNA。選擇20 μL 體系進行Real time-PCR 反應,cDNA 1.5 mmol/L。引物由武漢益普生物科技有限公司合成,反應條件:95 ℃變性15 s,60 ℃退火并結(jié)合到靶序列上,延伸1 min,擴增40 個循環(huán)。以GAPDH 作為內(nèi)參,采用2-ΔΔCT法分析mRNA相對表達量。
采用SPSS 25.0 統(tǒng)計軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,組間比較采用獨立樣本t檢驗,組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗,以P<0.05代表差異具有統(tǒng)計學意義。
干預期間無大鼠死亡,各組大鼠體質(zhì)量、活動度未見明顯變化。
與本組治療前比較,模型組、紫草素組大鼠干預12 d 后創(chuàng)面愈合率均高于7 d 后(P<0.05);與模型組同時間比較,紫草素組干預7、12 d 后創(chuàng)面愈合率差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。
表1 各組大鼠干預7、12 d后創(chuàng)面愈合率比較(±s,%)
表1 各組大鼠干預7、12 d后創(chuàng)面愈合率比較(±s,%)
注:與本組干預7 d后比較,aP<0.05。
組別假手術(shù)組模型組紫草素組干預12 d—91.77±4.95a 93.03±2.26a n 12 12 12干預7 d—34.24±11.59 40.79±10.08
假手術(shù)組大鼠皮膚組織在干預7、12 d后均有完整的皮膚結(jié)構(gòu),表皮、真皮、皮下組織,未見炎性細胞浸潤;模型組大鼠在干預7 d 后傷口組織沒有完整的結(jié)構(gòu),表皮缺失,傷口部位有大量炎性細胞浸潤、聚集;與模型組比較,紫草素組大鼠在干預7 d后表皮層和真皮層的細胞數(shù)明顯增多,皮層變厚,炎性細胞浸潤減少。模型組大鼠干預12 d后傷口仍沒有形成明顯完整的皮膚結(jié)構(gòu),炎性細胞浸潤減少;紫草素組大鼠干預12 d后已經(jīng)有明顯的表皮形成,小鼠傷口愈合速度明顯優(yōu)于模型組。見圖1。
圖1 各組大鼠潰瘍創(chuàng)面肉芽組織病理變化圖(HE,×200)
干預12 d 后,模型組、紫草素組Cx26、Cx30、Cx43蛋白均低于假手術(shù)組(P< 0.05);紫草素組Cx26、Cx30、Cx43蛋白表達高于模型組(P<0.05)。見表2。
表2 各組大鼠潰瘍創(chuàng)面Cx26、Cx30、Cx43蛋白表達比較(±s)
表2 各組大鼠潰瘍創(chuàng)面Cx26、Cx30、Cx43蛋白表達比較(±s)
注:與假手術(shù)組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05。
組別假手術(shù)組模型組紫草素組Cx43 1.04±0.22 0.36±0.09a 0.65±0.18ab n 12 12 12 Cx26 1.05±0.21 0.24±0.08a 0.43±0.10ab Cx32 1.02±0.25 0.40±0.11a 0.74±0.23ab
干預12 d 后,模型組、紫草素組Cx26、Cx30、Cx43 mRNA 低于假手術(shù)組(P< 0.05);紫草素組Cx26、Cx30、Cx43 mRNA高于模型組(P<0.05)。見表3。
表3 各組大鼠潰瘍創(chuàng)面Cx26、Cx30、Cx43mRNA相對表達比較(±s)
表3 各組大鼠潰瘍創(chuàng)面Cx26、Cx30、Cx43mRNA相對表達比較(±s)
注:與假手術(shù)組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05。
組別假手術(shù)組模型組紫草素組Cx43 0.98±0.17 0.43±0.11a 0.59±0.11ab n 12 12 12 Cx26 0.95±0.21 0.41±0.12a 0.65±0.17ab Cx30 1.02±0.09 0.48±0.10a 0.69±0.18ab
中醫(yī)學認為,慢性皮膚潰瘍屬“頑瘡”“潰瘍”“褥瘡”等范疇,相關(guān)記載最早可見于《黃帝內(nèi)經(jīng)》。該病的病因無外乎內(nèi)傷、外感。內(nèi)傷或因飲食失節(jié)、勞力過度,外感多由各種原因造成的外傷和六淫之風、寒、暑、濕、燥、火[6-7]。中醫(yī)學對慢性皮膚潰瘍的治療具有豐富的經(jīng)驗,主張清創(chuàng)、控制感染、改善血供、促進創(chuàng)面愈合等非手術(shù)治療手段[8]。
紫草是紫草科植物新疆紫草、紫草或內(nèi)蒙紫草的干燥根,具有活血涼血、解毒透疹的功效[9],在血熱毒盛、麻疹、瘡瘍的治療中具有獨特的療效[10]。紫草及紫草制劑現(xiàn)已廣泛用于臨床治療,用于濕疹、皮炎、皮膚創(chuàng)面及黏膜損傷等多種炎癥性疾?。?1]。紫草素是從紫草中提取的主要成分,具有抗炎、殺菌等效果,也有研究證實其具有抗癌的作用[12],常用于皮膚疾病的治療。
潰瘍創(chuàng)面愈合率是反映慢性皮膚潰瘍療效最直觀的證據(jù)[13],在本次研究中,紫草素組干預7、12 d 后創(chuàng)面愈合率與模型組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),證實其能夠有效促進慢性皮膚潰瘍愈合,治療效果與重組牛堿性成纖維細胞生長因子凝膠相當。從潰瘍創(chuàng)面肉芽組織HE 染色中可以看出,紫草素組肉芽組織生長良好,炎性細胞浸潤減少,進一步印證了紫草素對于慢性皮膚潰瘍的治療效果及其抗炎效果。
間隙連接是相鄰細胞進行物質(zhì)和信息交換的跨膜蛋白通道[14],主要由Cx構(gòu)成。營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、分子量較小的親水性物質(zhì)等均可以通過間隙連接進行交換[15]。間隙連接介導的細胞連接通訊是調(diào)控內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,細胞新陳代謝、增殖分化等生理過程的重要手段。Cx 基因也與多種皮膚病存在密切的聯(lián)系。Cx 的主要作用有細胞通道、電耦聯(lián)作用、調(diào)控細胞生長與分化及傳遞胚胎生長、發(fā)育中的細胞間信號[16]。Cx26、Cx30、Cx43是Cx家族的關(guān)鍵蛋白,其高水平表達說明細胞之間的信息和物質(zhì)交換加快,有利于創(chuàng)面的愈合。相關(guān)研究也證實,Cx43 對于皮膚傷口愈合的速度和質(zhì)量具有重要作用[17]。本次研究中,模型組、紫草素組Cx26、Cx30、Cx43 mRNA 和蛋白表達均低于假手術(shù)組,證實Cx26、Cx30、Cx43 在創(chuàng)面愈合中發(fā)揮了作用。紫草素組Cx26、Cx30、Cx43 mRNA 和蛋白表達均高于模型組,提示紫草素可能通過提高Cx 水平促進潰瘍皮膚的愈合,提高治療效果。
本次研究不足之處在于未對紫草素劑量水平展開研究,日后將繼續(xù)補充相關(guān)研究。
綜上所述,紫草素治療慢性皮膚潰瘍大鼠效果明顯,其作用機制可能與提高間隙連接蛋白水平有關(guān)。