宋紫騰 ,卜睿臻,韓彥琪 ,王 磊,姚鵬飛 , ,許 浚 ,張鐵軍 *,劉昌孝 *
1.天津藥物研究院 天津市中藥質(zhì)量標志物重點實驗室,天津 300462
2.天津藥物研究院 中藥現(xiàn)代制劑與質(zhì)量控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室,天津 300462
3.天津藥物研究院 藥物成藥性評價與系統(tǒng)轉(zhuǎn)化全國重點實驗室,天津 300462
4.天津達仁堂京萬紅藥業(yè)有限公司,天津 300112
5.津藥達仁堂集團股份有限公司,天津 300193
6.天津中醫(yī)藥大學,天津 301617
類風濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以關(guān)節(jié)滑膜慢性炎癥為主要特征的、導致多關(guān)節(jié)進行性破壞為特征的慢性自身免疫性疾病[1]。RA在臨床上的病理特征主要表現(xiàn)為3 個方面:炎癥、滑膜增生、骨破壞[2]。因其發(fā)病機制尚不完全明確,市面上沒有治療RA 的特效藥,RA 仍危害著大量人群的健康[3]。目前臨床治療RA 的化學藥主要用于減輕癥狀,長期使用會產(chǎn)生不良反應,包括嘔吐、皮疹、白細胞減少和肝腎損傷[4]。相反,中藥不僅來源廣泛、種類豐富、不良反應小,且具有多成分、多環(huán)節(jié)、多靶點、多通路綜合作用的特點[5-6],因此中藥在類風濕性關(guān)節(jié)炎的治療上具有獨特的優(yōu)勢。中醫(yī)學認為RA 屬于“痹證”范疇,中醫(yī)經(jīng)典中的“歷節(jié)病”“骨痹”“頑痹”“尪痹”“鶴膝風”等均歸于RA[7]。其中,風寒濕邪、經(jīng)絡(luò)不暢、痰瘀互結(jié)是導致RA 發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵病機。故RA 的臨床治療亦遵循祛風除濕、散寒通絡(luò)、扶正祛邪、祛痰化瘀、清熱利濕、活血通絡(luò)的治則[8]。中醫(yī)藥良好的控制炎癥和免疫調(diào)節(jié)作用在治療RA 中得到了廣泛研究與應用[9-10]。
痹祺膠囊來源于漢代名醫(yī)華佗傳世驗方“一粒仙丹”,用于治療水濕之地百姓常見的骨病,由馬錢子、黨參、丹參、白術(shù)、茯苓、川芎、三七、地龍、甘草、牛膝10 味中藥組成,具有益氣養(yǎng)血、祛風除濕、活血止痛的功效,臨床上用于治療氣血不足、風濕阻滯、肌肉關(guān)節(jié)酸痛、關(guān)節(jié)僵硬變形等,經(jīng)多年臨床使用證實其對RA 有確切療效[11-13]。然而,痹祺膠囊治療RA 的作用機制尚不完全明確,限制了其廣泛應用。因此,本研究通過建立脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導單核巨噬細胞RAW264.7 炎癥模型、細胞核因子-κB 受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor κB ligand,RANKL)和巨噬細胞集落刺激因子(macrophagestimulating factor,M-CSF)與RAW264.7 共孵育誘導破骨細胞分化模型以及腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)誘導人風濕性關(guān)節(jié)滑膜成纖維細胞RA-HFLS 增殖模型,探究痹祺膠囊及其方中19 個重要單體成分馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)酯III、茯苓酸、丹參素、丹參酮IIA、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、蛻皮甾酮、牛膝皂苷D、次黃嘌呤、甘草次酸、甘草苷發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛、抑制破骨細胞形成及抑制滑膜增生的藥效及相關(guān)作用機制,并確定痹祺膠囊的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。
BDS200 型倒置顯微鏡、311 型MCO-5M CO2細胞培養(yǎng)箱均購自賽默飛世爾科技公司;HFsafe-1200LC 型超凈工作臺購自上海Heal Force 公司;Spectra Max M5 型酶標儀、T100 型PCR 儀購自美國Bio-Rad 公司;BD FACSVerse 型分析型流式細胞儀購自美國BD 公司;LightCycler480II 型熒光定量PCR 儀購自Roche 公司。
痹祺膠囊(批號311574,天津達仁堂京萬紅藥業(yè)有限公司),地塞米松、LPS、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色試劑盒(批號分別為WXBD5583V、12190801、SLCK0288,美國Sigma 公司),胎牛血清、雙抗(批號分別為2173968CP、2321126,美國Gibco 公司),甲基三氯硅烷(methyltrichlorosilane,MTS)(批號474372,美國Promega 公司),小鼠白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、TNF-α 酶聯(lián)免疫吸附檢測試劑盒(批號分別為2105251、2110261,上海西塘生物科技有限公司),一氧化氮(nitric oxide,NO)試劑盒(批號120320210414,上海碧云天生物技術(shù)有限公司),人TNF-α、RANKL、M-CSF(批號分別為021825、0319233、0419245,美國Peprotech 公司),Annexin V-FITC 細胞凋亡檢測試劑盒(批號為021921210512,上海碧云天生物技術(shù)有限公司),TRNzol Universal Reagent(批號為W9623,北京天根科技生物公司),cDNA 合成反轉(zhuǎn)錄試劑盒、FastStart Universal SYBR Green Master(ROX)(批號分別為54746820、57313500,瑞士Roche 公司),定量聚合酶鏈反應(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)引物(上海生工生物工程股份有限公司)。馬錢子堿、士的寧、人參皂苷Rb1(批號分別為110706-200505、110705-200306、110704-201827,質(zhì)量分數(shù)分別為95.9%、97.0%、91.2%,中國藥品生物制品檢定所),阿魏酸、牛膝皂苷D、次黃嘌呤(批號分別為L03A9D57744、S04GB159770、T13J11X107944,質(zhì)量分數(shù)分別為≥98%、≥94%、≥98%,上海源葉生物科技有限公司),黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)III、茯苓酸、丹參素、丹參酮IIA、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、藁本內(nèi)酯、蛻皮甾酮、甘草次酸、甘草苷(批號分別為MUST-21061005、MUST-20110611、MUST-18072910、MUST-18060920、MUST-17101811、MUST-21030110、MUST-18053110、MUST-21011910、MUST-20110810、MUST-21090104、MUST-21060110、MUST-21030707、MUST-21052114,質(zhì)量分數(shù)分別為99.57%、99.97%、98.31%、98.38%、99.33%、98.60%、99.02%、98.12%、99.16%、≥98%、99.12%、99.10%、99.16%,成都曼斯特生物科技有限公司)。
小鼠單核巨噬細胞系RAW264.7,購自中國科學院上海生命科學院研究院,于DMEM 高糖完全培養(yǎng)基(含1%雙抗和10%胎牛血清)置37 ℃、5%CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),2~3 d 傳代1 次。人類風濕關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細胞RA-HFLS,購自賽百慷(上海)生物技術(shù)股份有限公司,于DMEM/F12 完全培養(yǎng)基(含1%雙抗和10%胎牛血清)置37 ℃、5% CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),2~3 d 傳代1 次。
2.1.1 供試液的制備 精確稱取痹祺膠囊粉末100 mg,加入1 mL DMSO 超聲提取30 min,離心后過0.2 μm 的濾膜,得到質(zhì)量濃度為100 mg/mL 的高濃度儲存液。精確稱取適量馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、茯苓酸、丹參素、丹參酮ⅡA、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、蛻皮甾酮、牛膝皂苷D、次黃嘌呤、甘草次酸、甘草苷對照品,加入一定量DMSO 同法配制成濃度為100 mmol/L 的高濃度儲存液,經(jīng)梯度稀釋得到供試溶液。
2.1.2 對RAW264.7 細胞存活率的影響 取對數(shù)生長期的RAW264.7 細胞以2×105個/mL 均勻接種于96 孔板,于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱孵育過夜。加入含不同濃度痹祺膠囊(4、20、100、200、500 μg/mL)或單體化合物(1、10、50、100 μmol/L)的培養(yǎng)基處理細胞,同時設(shè)對照組,繼續(xù)培養(yǎng)24 h 后每孔加20 μL MTS 溶液置于培養(yǎng)箱孵育2 h,測孔板490 nm處的吸光度值,計算細胞存活率。
2.1.3 對NO、TNF-α 及IL-6 含量的影響 取對數(shù)生長期的RAW264.7 細胞以2×105個/mL 均勻接種于96 孔板,于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱孵育過夜后吸去上清,按實驗分組,每組設(shè)3 個復孔,空白組每孔加入100 μL 含2%血清的DMEM,模型組加入100 μL 終質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL 的LPS,陽性藥地塞米松組加入100 μL 終濃度為100 μmol/L 地塞米松和0.1 μg/mL LPS 的混合溶液,痹祺膠囊組每孔加入100 μL 終質(zhì)量濃度為200、20、2 μg/mL 的痹祺膠囊與0.1 μg/mL LPS 混合溶液,馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)酯III、茯苓酸、丹參素、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、阿魏酸、蛻皮甾酮、牛膝皂苷D、次黃嘌呤、甘草苷給藥組分別加入100 μL 終濃度為100、10、1 μmol/L 供試品和0.1 μg/mL 的LPS 混合溶液,丹參酮IIA、甘草次酸溶液給藥組分別加入100 μL 終濃度為50、10、2 μmol/L 供試品和0.1 μg/mL的LPS 混合溶液,藁本內(nèi)酯給藥組分別加入100 μL終濃度為10、2、0.4 μmol/L 供試品和0.1 μg/mL 的LPS 混合溶液。各組細胞處理后,置于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。收集細胞培養(yǎng)上清液,用試劑盒檢測NO、TNF-α、IL-6 的含量,具體實驗步驟參照試劑盒說明書。
2.2.1 對破骨細胞形成的影響 取生長至80%~90%的RAW264.7 細胞,以5×103/孔的密度接種于24 孔板,8 h 后(已貼壁)吸去原培養(yǎng)基,按實驗分組,每組設(shè)3 個復孔,空白組每孔加入500 μL DMEM 完全培養(yǎng)基,模型組加入500 μL 含100 ng/mL RANKL、30 ng/mL M-CSF 的DMEM 完全培養(yǎng)基,痹祺膠囊組每孔加入500 μL 終質(zhì)量濃度為200、100、50 μg/mL 的痹祺膠囊及100 ng/mL RANKL、30 ng/mL M-CSF 的DMEM 完全培養(yǎng)基;馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)酯III、茯苓酸、丹參素、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、阿魏酸、蛻皮甾酮、牛膝皂苷D、次黃嘌呤、甘草苷組每組加入500 μL終濃度為100、10 μmol/L 的供試品及100 ng/mL RANKL、30 ng/mL M-CSF 的DMEM 完全培養(yǎng)基,丹參酮IIA、甘草次酸組每組加入500 μL 終濃度為50、5 μmol/L 的供試品及100 ng/mL RANKL、30 ng/mL M-CSF 的DMEM 完全培養(yǎng)基,藁本內(nèi)酯組每組加入100 μL 終濃度為10、1 μmol/L 的供試品及100 ng/mL RANKL、30 ng/mL M-CSF 的DMEM完全培養(yǎng)基。各組細胞處理后于培養(yǎng)箱孵育,隔天換液,共培養(yǎng)5 d 后,進行TRAP 染色,根據(jù)TRAP染色試劑盒說明書進行實驗操作。
2.2.2 對破骨細胞形成相關(guān)基因TRAP、組織蛋白酶K(cathepsin K,CTSK)表達的影響 取對數(shù)生長期RAW264.7 細胞,接種于6 孔板,于37 ℃,5% CO2的培養(yǎng)箱中孵育8 h 后,選取對破骨細胞分化有顯著抑制作用的化合物,按照“2.2.1”項下進行分組和給藥,培養(yǎng)24 h,隔天換液,培養(yǎng)至第5天采用TRIZOL 法提取細胞總RNA 后,測定RNA濃度,按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將RNA 反轉(zhuǎn)為cDNA,于熒光定量PCR 儀上檢測TRAP、CTSK的mRNA 相對表達量。引物序列見表1。
表1 TRAP、CTSK 引物序列Table 1 Primer sequences of TRAP and CTSK
2.3.1 對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞增殖的影響取生長至80%~90%的RA-HFLS 細胞,調(diào)整細胞密度為1×104個/孔均勻接種于96 孔板,于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱孵育24 h 后給藥處理,實驗設(shè)置空白組,每孔加100 μL 完全培養(yǎng)基;模型組每孔加含10 ng/mL TNF-α 的完全培養(yǎng)基;痹祺膠囊組每孔加入100 μL 終質(zhì)量濃度為1000、500、250 μg/mL 的痹祺膠囊和10 ng/mL 的TNF-α 混合溶液;馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)酯III、茯苓酸、丹參素、丹參酮IIA、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、蛻皮甾酮、牛膝皂苷D、次黃嘌呤、甘草次酸、甘草苷組每孔加入100 μL 終濃度為100、10、1 μmol/L 的供試品和10 ng/mL 的TNF-α 混合溶液。給藥后于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,每孔加入20 μL MTS,37 ℃,5% CO2的環(huán)境下孵育2 h后于490 nm 下檢測吸光度值,計算細胞存活率。
2.3.2 流式細胞術(shù)檢測細胞凋亡 取對數(shù)生長期RA-HFLS 細胞,調(diào)整細胞密度為1×105個/mL,接種于12 孔板,置于37 ℃,5% CO2的培養(yǎng)箱中孵育24 h 后,設(shè)對照組和給藥組,對照組加入1 mL含10 ng/mL TNF-α 的完全培養(yǎng)基,給藥組加入1 mL質(zhì)量濃度分別為1000、500、250 μg/mL 的痹祺膠囊或不同濃度的待測化合物(除藁本內(nèi)酯和甘草次酸濃度設(shè)為50、5 μmol/L 外,其余化合物濃度均設(shè)為為100、10 μmol/L)與10 ng/mL 的TNF-α 混合溶液,培養(yǎng)24 h 后,將所有細胞轉(zhuǎn)移至離心管內(nèi),1000 r/min 離心3 min,棄上清,取一定量細胞加入195 μL Annexin VFITC 結(jié)合液,混勻后加入5 μL Annexin V-FITC 以及10 μL 碘化丙啶染色液,室溫避光孵育20 min 后用流式細胞儀檢測細胞凋亡狀況。
2.3.3 對RA-HFLS 細胞基質(zhì)金屬蛋白酶-3(Matrix metalloproteinases-3,MMP-3)、RANKL基因表達的影響 取對數(shù)生長期RA-HFLS 細胞,接種于6 孔板,于37 ℃,5% CO2的培養(yǎng)箱中孵育24 h 后,按實驗分組給藥,空白組加入2 mL 完全培養(yǎng)基,模型組加入2 mL 含10 ng/mL TNF-α 的完全培養(yǎng)基,各給藥組加入不同濃度的供試品溶液(濃度設(shè)置同“2.3.2”項下)與10 ng/mL 的TNF-α 混合溶液,培養(yǎng)24 h,按照TRIZOL 法提取細胞總RNA 后,測定RNA 濃度,按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將RNA 反轉(zhuǎn)為cDNA,于熒光定量PCR 儀上檢測MMP-3、RANKL的mRNA 相對表達量。引物序列見表2。
表2 MMP-3、RANKL 引物序列Table 2 Primer sequences of MMP-3 and RANKL
3.1.1 對RAW264.7 細胞存活率的影響 如圖1-A 所示,痹祺膠囊質(zhì)量濃度低于200 μg/mL 時,細胞存活率與空白組相比無顯著性差異,因此,后續(xù)實驗痹祺膠囊最大質(zhì)量濃度設(shè)為200 μg/mL。19 個化合物不同濃度下對RAW264.7 細胞存活率的影響如圖1-B、C所示,丹參酮IIA和甘草次酸溶液濃度為100 μmol/L時細胞存活率顯著低于空白組(P<0.001),藁本內(nèi)酯溶液濃度高于50 μmol/L 時細胞存活率顯著低于空白組(P<0.001),其余16 個化合物在1~100 μmol/L 對RAW264.7 細胞增殖均無顯著影響。因此,丹參酮IIA和甘草次酸活性檢測最大濃度設(shè)為50 μmol/L,藁本內(nèi)酯活性檢測最大濃度設(shè)為10 μmol/L,其余16 個化合物活性檢測最大濃度設(shè)為100 μmol/L。
3.1.2 對LPS 誘導RAW264.7 細胞炎癥反應的影響結(jié)果如圖2、3 所示,LPS 作用于細胞后,細胞上清液中的NO、TNF-α 和IL-6 分泌量明顯增加,與空白組比較有顯著性差異(P<0.001),陽性藥地塞米松給藥濃度為100 μmol/L 時能顯著抑制NO、TNF-α 和IL-6的釋放(P<0.001)。與模型組比較,除2 μg/mL 痹祺膠囊對細胞上清液中TNF-α 的分泌量無顯著差異外,各濃度痹祺膠囊能明顯降低細胞上清液中的NO、TNF-α 和IL-6 含量(P<0.05、0.001),并且呈劑量相關(guān)性。與模型組比較,0.4 μmol/L 藁本內(nèi)酯對細胞上清中NO 的釋放無顯著抑制作用;低濃度士的寧和丹參素、低濃度和中濃度馬錢子堿和人參皂苷Rg1以及3 個濃度黨參炔苷給藥組細胞上清液中TNF-α 的含量無顯著性差異;低濃度次黃嘌呤和牛膝皂苷D,低濃度和中濃度士的寧、白術(shù)內(nèi)酯III、茯苓酸和丹參素以及3 個濃度丹參酮IIA、甘草次酸和藁本內(nèi)酯給藥組細胞上清液中IL-6 的含量無顯著性差異,其他單體化合物在高、中、低濃度時對細胞上清液中NO、TNFα 和IL-6 的含量均有顯著性抑制作用(P<0.05、0.01、0.001),并且呈現(xiàn)劑量相關(guān)性。
圖3 單體化合物對RAW264.7 細胞上清液中NO (A、B)、TNF-α (C、D) 和IL-6 (E、F) 釋放的影響 (±s , n=3)Fig.3 Effects of monomer compounds on release of NO (A, B), TNF-α (C, D) and IL-6 (E, F) in supernatant of RAW264.7 cells(±s , n=3)
3.2.1 對破骨細胞形成的影響 通過對各組RAW264.7 細胞進行TRAP 染色,研究痹祺膠囊及19個單體化合物對RANKL 和M-CSF 誘導RAW264.7細胞分化為破骨細胞的影響。從圖4 可以看出,空白組中沒有觀察到破骨細胞分化,而添加RANKL和M-CSF 的模型組破骨細胞數(shù)顯著增多(P<0.001),說明模型建立成功。與模型組相比,痹祺膠囊各濃度均能顯著抑制破骨細胞分化的數(shù)量(P<0.05、0.01、0.001),且呈劑量相關(guān)關(guān)系。如表3 所示,與模型組相比,阿魏酸和丹參酮IIA低濃度給藥組,白術(shù)內(nèi)酯III、蛻皮甾酮、次黃嘌呤和牛膝皂苷D 低濃度和高濃度給藥組破骨細胞數(shù)均無顯著性差異,其余化合物低濃度和高濃度給藥組均能顯著抑制破骨細胞的分化,破骨細胞數(shù)顯著減少(P<0.05、0.01、0.001),且呈劑量相關(guān)性。
圖4 痹祺膠囊對RAW246.7 細胞分化為破骨細胞的影響 (×500,±s , n=3)Fig.4 Effects of Biqi Capsules on differentiation of RAW246.7 cells into osteoclasts (× 500,±s , n=3)
表3 不同濃度化合物給對RAW246.7 細胞分化為破骨細胞的影響 (±s , n=3)Table 3 Effects of compounds on differentiation of RAW246.7 cells into osteoclasts (±s , n=3)
表3 不同濃度化合物給對RAW246.7 細胞分化為破骨細胞的影響 (±s , n=3)Table 3 Effects of compounds on differentiation of RAW246.7 cells into osteoclasts (±s , n=3)
與空白組比較:###P<0.001;與模型組比較:*P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001###P < 0.001 vs blank group; *P < 0.05 **P < 0.01 ***P < 0.001 vs model group
組別 濃度/(μmol·L?1) 破骨細胞數(shù)/個 組別 濃度/(μmol·L?1) 破骨細胞數(shù)/個空白 — 0 三七皂苷R1 100 15.5±2.1***模型 — 91.5±3.5### 10 20.0±1.4***藁本內(nèi)酯 10 7.0±1.4*** 人參皂苷Rg1 100 51.5±3.5***1 55.5±5.0** 10 66.0±2.8**馬錢子堿 100 39.0±2.8** 人參皂苷Rb1 100 56.5±2.1***10 63.0±5.7* 10 69.5±2.1**士的寧 100 33.0±2.8*** 阿魏酸 100 77.0±2.8*10 50.5±3.5** 10 88.0±1.4黨參炔苷 100 52.0±2.8** 蛻皮甾酮 100 83.5±2.1 10 71.0±5.7* 10 87.5±3.5白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ 100 89.5±2.1 次黃嘌呤 100 86.0±1.4 10 90.0±4.2 10 89.0±1.4茯苓酸 100 45.0±4.2** 甘草苷 100 7.0±1.4***10 63.5±4.9* 10 65.5±3.5**丹參素 100 13.5±2.1*** 牛膝皂苷D 100 82.5±4.9 10 37.0±2.8*** 10 89.5±3.5丹酚酸B 100 18.5±2.1*** 丹參酮ⅡA 50 7.0±1.4***10 61.0±2.8** 5 74.0±7.1迷迭香酸 100 16.0±1.4*** 甘草次酸 50 6.0±1.4***10 57.0±4.2** 5 77.5±3.5*
3.2.2 對破骨細胞形成相關(guān)基因TRAP、CTSK表達的影響 如圖5、6 所示,RAW264.7 細胞與RANKL和M-CSF 共孵育后,與空白組相比,破骨細胞標志性基因CTSK和TRAP表達量顯著升高(P<0.001),痹祺膠囊各濃度給藥處理后CTSK和TRAP的基因表達量均顯著減少(P<0.001),且呈劑量相關(guān)性。與模型組相比,馬錢子堿、黨參炔苷、丹酚酸B、人參皂苷Rg1和藁本內(nèi)酯低濃度給藥組CTSK基因相對表達量無顯著性差異,丹酚酸B 低濃度給藥組TRAP基因相對表達量無顯著性差異,其余化合物低濃度和高濃度給藥組CTSK、TRAP基因均顯著降低(P<0.05、0.01、0.001),且呈劑量相關(guān)性。
圖5 痹祺膠囊對RAW264.7 細胞與RANKL 和M-CSF 共孵育后CTSK、TRAP mRNA 表達的影響 (±s , n=3)Fig.5 Effect of Biqi Capsules on mRNA expression of CTSK and TRAP in RAW264.7 cells after co-incubation with RANKL and M-CSF (±s , n=3)
圖6 13 個化合物對RAW264.7 細胞與RANKL 和M-CSF 共孵育后CTSK、TRAP mRNA 表達的影響 (±s , n=3)Fig.6 Effects of 13 compounds on mRNA expression of CTSK and TRAP in RAW264.7 cells after co-incubation with RANKL and M-CSF (±s , n=3)
3.3.1 對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞增殖的影響痹祺膠囊及19 個單體化合物對TNF-α 誘導的RAHFLS 細胞增殖活性影響結(jié)果如圖7、8 所示。與空白組相比,TNF-α 誘導后細胞增殖能力顯著增高(P<0.001),表明造模成功。痹祺膠囊在3 個給藥濃度下均能顯著降低TNF-α 誘導的細胞增殖活性(P<0.05、0.01、0.001),且呈劑量相關(guān)性。與模型組相比,馬錢子堿、士的寧、丹參素、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、次黃嘌呤在3 個給藥濃度下均能顯著降低TNFα 誘導的細胞增殖活性(P<0.05、0.01、0.001),丹參酮IIA、人參皂苷Rb1、甘草次酸、牛膝皂苷D 在高濃度和中濃度下能顯著降低TNF-α誘導的細胞增殖活性(P<0.05、0.01、0.001),三七皂苷R1、人參皂苷Rg1和蛻皮甾酮僅在高濃度給藥時顯著降低TNF-α 誘導的細胞增殖活性(P<0.01、0.001),其中藁本內(nèi)酯、甘草次酸在100 μmol/L 濃度下有很強的抑制活性,細胞存活率均低于50%,因此后續(xù)實驗最大濃度設(shè)為50 μmol/L,其余化合物抑制細胞增殖活性不明顯。
圖8 不同濃度單體化合物對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞增殖的影響 (±s , n=3)Fig.8 Effects of different concentrations of monomer compounds on TNF-α-induced RA-HFLS cell proliferation(±s , n=3)
3.3.2 痹祺膠囊及單體化合物對TNF-α 誘導的RAHFLS 細胞凋亡的影響 通過流式細胞儀檢測痹祺膠囊及抑制細胞增殖活性較好的9 個單體化合物對RA-HFLS 細胞凋亡的影響,結(jié)果如圖9、10 所示。與對照組相比,痹祺膠囊高濃度和中濃度給藥組均能顯著促進RA-HFLS 細胞的凋亡(P<0.05、0.001),且呈劑量相關(guān)關(guān)系。與對照組相比,馬錢子堿、士的寧、丹參素、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、次黃嘌呤、丹參酮IIA、蛻皮甾酮、甘草次酸在低濃度和高濃度給藥時均能明顯促進RA-HFLS 細胞的凋亡(P<0.05、0.01、0.001)。
圖9 不同濃度痹祺膠囊對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞凋亡的影響 (±s , n=3)Fig.9 Effects of Biqi Capsules at different concentrations on TNF-α-induced apoptosis of RA-HFLS cells (±s , n=3)
圖10 不同濃度單體化合物對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞凋亡的影響 (±s , n=3)Fig.10 Effects of different concentrations of compounds on TNF-α-induced apoptosis of RA-HFLS cells (±s , n=3)
3.3.3 對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞MMP-3、RANKL基因表達的影響 痹祺膠囊及9 個單體化合物對MMP-3和RANKL基因表達的影響結(jié)果如圖11、12 所示。與空白組相比,TNF-α 作用于RAHFLS 細胞后MMP-3和RANKL基因的表達量顯著升高(P<0.001)。與模型組相比,痹祺膠囊高、中、低濃度組MMP-3基因的表達量均顯著減少(P<0.05、0.01、0.001),且呈劑量相關(guān)關(guān)系;痹祺膠囊高、中濃度也同樣能顯著抑制RANKL基因的表達(P<0.001),抑制活性隨濃度的增大而升高。與模型組相比,馬錢子堿、士的寧、丹參素、阿魏酸、蛻皮甾酮、次黃嘌呤和甘草次酸在高、低濃度給藥時均能顯著抑制MMP-3基因的表達(P<0.05、0.01、0.001),丹參酮IIA和藁本內(nèi)酯在高濃度給藥時顯著抑制MMP-3基因的表達(P<0.001);馬錢子堿、丹參素、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、次黃嘌呤和甘草次酸在高、低濃度給藥后均能顯著抑制RANKL基因的表達(P<0.05、0.01、0.001),士的寧、丹參酮IIA和蛻皮甾酮高濃度給藥時對RANKL基因表達的抑制效果顯著(P<0.001)。
圖11 痹祺膠囊對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞MMP-3、RANKL 基因表達的影響 (±s , n=3)Fig.11 Effects of Biqi Capsules on TNF-α-induced expression of MMP-3 and RANKL in RA-HFLS cells (±s , n=3)
圖12 單體化合物對TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞MMP-3、RANKL 基因表達的影響 (±s , n=3)Fig.12 Effects of compounds on TNF-α-induced expression of MMP-3 and RANKL in RA-HFLS cells (±s , n=3)
RA 是一種由自身免疫功能障礙引起的疾病,具體以關(guān)節(jié)病變?yōu)橹鳎0橛衅渌K器功能受損的慢性炎癥疾病。RA 患者的主要癥狀是滑膜增生、關(guān)節(jié)窩炎性細胞浸潤、關(guān)節(jié)破壞、嚴重者功能喪失等,其特征是手、腕及對稱足關(guān)節(jié)炎癥[14]。目前RA的發(fā)病機制尚不明確,但多數(shù)研究認為T 淋巴細胞及巨噬細胞釋放大量炎性細胞因子如TNF-α、白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-6 等引起骨關(guān)節(jié)破壞是RA 發(fā)病的主要機制[15-16]。除了T細胞及巨噬細胞外,成纖維樣滑膜細胞(fibroblastlikesynoviocytes,F(xiàn)LS)是RA 中引起滑膜炎癥病變及關(guān)節(jié)破壞的主要效應細胞[17],炎癥反應產(chǎn)生的大量TNF-α 在RA 患者滑液、血清、關(guān)節(jié)滑膜等組織中表達異常升高,且一定濃度的TNF-α 能刺激FLS 大量增殖并分泌炎性細胞因子(IL-6、TNFα 等)、成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor,F(xiàn)GF)、趨化因子、MMPs 等,進一步導致局部炎癥反應、滑膜細胞增殖與凋亡平衡失調(diào)、血管翳生成、軟骨破壞及骨侵蝕[18]。FLS 的過度增殖使其通過類腫瘤細胞樣方式侵蝕組織,是RA 滑膜炎及最終導致骨破壞的重要機制[19-20]。關(guān)節(jié)骨質(zhì)破壞是關(guān)節(jié)畸形的重要因素,而破骨細胞是引起骨破壞的關(guān)鍵細胞之一,破骨細胞是體內(nèi)唯一負責吸收骨質(zhì)的巨大多核細胞,其起源于骨髄單核-巨噬細胞譜系細胞,由單核前體細胞通過多種方式融合而形成[21],受M-CSF 和RANKL 2 個細胞因子調(diào)控。M-CSF 結(jié)合其受體巨噬細胞集落刺激因子受體(macrophage-stimulating factor receptor,c-Fms),在加快破骨細胞分化中具有重要的生物學功能[22]。RANKL 結(jié)合破骨細胞前體細胞或者破骨細胞的膜蛋白RANK,可激活一系列下游信號通路,促進破骨細胞分化[23-24]。另外,滑膜大量的炎癥因子,如TNF-α 可促進破骨細胞生成和提高活性,最終使骨重建的天平失衡,介導骨破壞。因此,抑制破骨細胞的生成和功能,有助于改善RA 的病程發(fā)展[25]。
本研究利用LPS 刺激RAW264.7 細胞作為炎癥模型,對痹祺膠囊及19 個關(guān)鍵化學成分的抗炎活性進行驗證,結(jié)果表明痹祺膠囊及馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、白術(shù)內(nèi)酯III、茯苓酸、丹參素、丹參酮IIA、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、蛻皮甾酮、牛膝皂苷D、次黃嘌呤、甘草次酸、甘草苷19 個成分均表現(xiàn)出顯著的抗炎活性,均能顯著抑制LPS 誘導的細胞內(nèi)NO、TNF-α、IL-6 的釋放,因此推測,該19 個單體成分可能為痹祺膠囊發(fā)揮抗炎作用的關(guān)鍵藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。進一步通過體外小鼠單核巨噬細胞 RAW264.7 與 M-CSF 和RANKL 因子共培養(yǎng),建立體外破骨細胞分化模型,探究痹祺膠囊及19 個單體化合物對破骨細胞分化的抑制作用,TRAP 染色結(jié)果表明痹祺膠囊及馬錢子堿、士的寧、黨參炔苷、茯苓酸、丹參素、丹酚酸B、迷迭香酸、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、藁本內(nèi)酯、甘草次酸和甘草苷13 個化合物均能顯著抑制破骨細胞的分化,其作用可能是通過抑制破骨細胞發(fā)揮骨吸收作用的關(guān)鍵靶標酶CTSK和TRAPmRNA 的相對表達實現(xiàn)的[26-27],因此推測該13 個單體成分是痹祺膠囊抑制破骨細胞分化的關(guān)鍵藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。通過建立TNF-α 誘導的RA-HFLS 細胞增殖模型檢測痹祺膠囊及19個單體化合物對RA-HFLS 細胞增殖和凋亡的影響,結(jié)果表明痹祺膠囊及馬錢子堿、士的寧、丹參素、丹參酮IIA、阿魏酸、藁本內(nèi)酯、蛻皮甾酮、次黃嘌呤和甘草次酸9 個化合物對RA-HFLS 細胞的增殖均有顯著的抑制作用,進一步流式細胞檢測結(jié)果表明痹祺膠囊和9 個化合物均能不同程度促進細胞的凋亡,且均能顯著抑制RA-HFLS 細胞中參與骨破壞相關(guān)因子MMP-3和RANKL基因的表達[28-29],因此推測該9 個化合物是痹祺膠囊中發(fā)揮抑制滑膜增生作用的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突