許宗穎 張冬梅 張雪麗 王文雅 張迪 陳萌
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種腸道非特異性炎癥性疾病,常見臨床表現(xiàn)為腹瀉、粘液膿血便及腹痛,病變主要涉及直腸、結(jié)腸黏膜和黏膜下層。UC在任何一個(gè)年齡段均可發(fā)病,且發(fā)病率呈上升趨勢(shì)[1]。UC的腸黏膜屏障改變及腸道免疫紊亂是UC的主要發(fā)病機(jī)制,神經(jīng)肽分泌合成和釋放的異常存在于UC結(jié)腸組織的不同解剖層次,與疾病活動(dòng)及結(jié)腸炎癥相關(guān),神經(jīng)—免疫網(wǎng)絡(luò)異常被認(rèn)為是UC的病理機(jī)制之一。
烏梅丸在《傷寒論》原著中主要用于治療蛔厥、久瀉久利和厥陰病提綱證,多用于治療肝脾胃腸的功能失常,包括UC。烏梅丸中烏梅味酸澀性,斂肺澀腸;黃連、黃柏味苦,解煩治利;干姜、附子、肉桂、細(xì)辛、蜀椒味辛性溫?zé)?溫中祛寒;黨參、當(dāng)歸味甘性平,健脾養(yǎng)肝,氣血雙補(bǔ)。在經(jīng)方中烏梅丸這種四種不同藥味的配伍方式僅此一例,因此烏梅丸配伍研究具有很高的價(jià)值。
UC屬于中醫(yī)“久痢”“痢疾”“腸澼”等疾病范疇,寒熱錯(cuò)雜是UC的主要證型之一[2]。UC病程長(zhǎng),病機(jī)復(fù)雜,與烏梅丸適應(yīng)癥相符合。臨床及實(shí)驗(yàn)室研究均證實(shí)烏梅丸對(duì)UC具有較好治療前景,烏梅丸能夠調(diào)節(jié)腸道免疫,減輕腸道炎癥。烏梅丸及其拆方能否通過神經(jīng)—免疫網(wǎng)絡(luò)的途徑干預(yù)UC尚不明確。因此,本研究以烏梅丸四味獨(dú)特配伍形式進(jìn)行拆方,通過觀察烏梅丸及拆方對(duì)UC模型大鼠炎癥因子、神經(jīng)肽的作用,為烏梅丸治療UC的作用機(jī)制和配伍規(guī)律提供依據(jù)。
SPF級(jí)雄性SD大鼠83只,體質(zhì)量(220±20)g,合格證號(hào):SCXK(京)2020-0033,由斯貝福(北京)生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供。飼于SPF級(jí)動(dòng)物房,室溫控制在(25±0.5)℃,相對(duì)濕度控制在50%~60%,采用12/12明暗光照,自由攝食飲水飼養(yǎng)。本研究遵循實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理,并獲得北京中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(BUCM-4-2020092905-3119)。
烏梅肉(批號(hào):2005001)購(gòu)于安國(guó)市聚藥堂藥業(yè)有限公司;黨參(批號(hào):2002012)、干姜(批號(hào):1911002)、當(dāng)歸(批號(hào):D2005028)購(gòu)于四川新荷花中藥飲片股份有限公司;黃連(批號(hào):20200101)、黃柏(批號(hào):20191201)、細(xì)辛(批號(hào): 20191201)、肉桂(批號(hào):20203001)、黑順片(批號(hào):20200201)購(gòu)于安徽桐花堂中藥飲片科技有限公司;花椒(批號(hào):200401)購(gòu)自廣東聯(lián)豐中藥飲片有限公司。中藥經(jīng)鑒定均符合《2020中國(guó)藥典》一部各品種項(xiàng)下規(guī)定。
陽(yáng)性藥柳氮磺胺吡啶腸溶片(Sulfasalazine,250 mg×60片,批號(hào):09190605)產(chǎn)自上海信誼天平藥業(yè)有限公司。
各組藥物按照以下劑量配制:全方組:烏梅肉(醋制)25 g、炮附子6 g、干姜10 g、肉桂6 g、細(xì)辛6 g、花椒4 g、黃連16 g、黃柏6 g、黨參6 g、當(dāng)歸4 g;酸味組:烏梅肉(醋制)25 g;苦味組:黃連16 g、黃柏6 g;辛味組:炮附子6 g、干姜10 g、肉桂6 g、細(xì)辛6 g、花椒4 g;甘味組:黨參6 g、當(dāng)歸4 g。將各組生藥及陽(yáng)性對(duì)照藥打成細(xì)粉,過五號(hào)篩,備用。
造模試劑乙酸(acetic acid,AA)購(gòu)自Alfa Aesar(中國(guó))化工有限公司;麻醉劑戊巴比妥鈉購(gòu)于Sigma化學(xué)試劑有限公司;大便隱血試劑盒(聯(lián)苯胺法)購(gòu)自上海源葉生物技術(shù)有限公司;胃饑餓素、血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)、 P物質(zhì)(substance P,SP)、五羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)ELISA試劑盒購(gòu)自RayBiotech生物技術(shù)有限公司;白介素(interleukin,IL)-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、神經(jīng)肽Y(neuropeptide Y,NPY)、降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene-related peptide,CGRY)購(gòu)自北京冬鴿生物有限公司。
全自動(dòng)組織脫水機(jī)(萊卡,ASP300S),半自動(dòng)輪轉(zhuǎn)式切片機(jī)(萊卡,RM2245),多功能染色蓋片工作站(萊卡,ST5020-CV5030),超低溫全自動(dòng)組織研磨儀(CLINX 6300),臺(tái)式高速冷凍型離心機(jī)(Eppendorf,5424R,5810R),酶標(biāo)儀(BIO-RAD,iMark),光學(xué)顯微鏡(OLYMPUS-BX53)。
采用區(qū)組隨機(jī)法將實(shí)驗(yàn)大鼠分為空白對(duì)照組、模型組、全方組、酸味組、苦味組、辛味組、甘味組、陽(yáng)性藥組。其中,模型組13只,其余各組每組10只。
通過乙酸灌腸法復(fù)制潰瘍性結(jié)腸炎大鼠模型[3]。各組大鼠造模前24小時(shí)禁食不禁水。以3%戊巴比妥鈉(30 mg/kg)劑量腹腔注射麻醉大鼠,將石蠟油浸潤(rùn)嬰兒10 cm圓頭灌腸管,由肛門緩慢插入6~8 cm,將4%乙酸-生理鹽水溶液2 mL于1分鐘內(nèi)緩慢推注入內(nèi),保持2分鐘后用4 mL生理鹽水沖洗干凈??瞻讓?duì)照組灌以等量生理鹽水。每只大鼠使用新灌腸管,灌入乙酸后抬高大鼠臀部,夾閉肛門,防止乙酸漏出。造模24小時(shí)后,模型組隨機(jī)抽取3只大鼠進(jìn)行造模效果評(píng)價(jià)。
4%乙酸造模24小時(shí)后,給藥組給藥劑量參考人(默認(rèn)60 kg)和動(dòng)物間按體表面積折算的等效劑量比值6.3折算,全方組大鼠每日給藥量為900 mg/kg,酸味組270 mg/kg,苦味組235 mg/kg,辛味組340 mg/kg,甘味組110 mg/kg,陽(yáng)性藥組300 mg/kg,以10 mL/kg大鼠體質(zhì)量的容量灌胃給藥,每日2次,連續(xù)7天。模型組和空白對(duì)照組每天給予等量的蒸餾水灌胃。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后模型組、辛味組大鼠死亡3只,全方組、酸味組、甘味組、陽(yáng)性藥組死亡2只,苦味組死亡1只。
末次給藥后,各組大鼠禁飲禁食12小時(shí)后取材。麻醉方式同前,腹主動(dòng)脈取血,1 200 g離心10分鐘分離血清。取遠(yuǎn)端結(jié)腸6~8 cm,觀察潰瘍并拍照,取一段10%多聚甲醛中固定,剩余結(jié)腸用預(yù)冷PBS沖洗表面污物,濾紙吸干,-80℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.7.1 疾病損傷指數(shù)(disease damage inde,DAI)評(píng)分 DAI評(píng)分包括體重減輕、大便質(zhì)地、便血[4]。根據(jù)糞便潛血檢測(cè)試劑盒的使用說明進(jìn)行大便出血檢測(cè)。造模后每隔一天觀察DAI,動(dòng)態(tài)觀察結(jié)腸損傷程度和給藥組的干預(yù)效果。
1.7.2 結(jié)腸組織病理檢查 組織病理學(xué)觀察取固定的結(jié)腸組織,常規(guī)程序化梯度脫水,乙醇二甲苯混合溶液、二甲苯程序化透明。處理好結(jié)腸組織后進(jìn)行石蠟包埋,常規(guī)化修塊、4~5 μm切片、展片、貼片、烤片。制片完成后進(jìn)行蘇木素—伊紅染色,光學(xué)顯微鏡下觀察結(jié)腸組織的病理變化。比較各組大鼠結(jié)腸粘膜層、黏膜下層和肌層的結(jié)構(gòu)完整程度,大腸腺結(jié)構(gòu)、隱窩形態(tài)、及炎性細(xì)胞的變化。
表1 DAI評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
1.7.3 血清炎癥細(xì)胞因子和結(jié)腸組織神經(jīng)肽水平檢測(cè) 采用ELSIA法檢測(cè)各組大鼠血清IL-6、IL-8、TNF-α及結(jié)腸組織5-HT、胃饑餓素、VIP、SP、NPY、CGRY水平。具體操作按照說明書進(jìn)行。
在飼養(yǎng)期間,空白對(duì)照組大鼠精神狀態(tài)良好,食欲、活動(dòng)正常,體重逐漸增加,大便質(zhì)地軟硬適中。乙酸造模后,大鼠糞便不成形,可見肉眼血便,體質(zhì)量明顯下降(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)過程中,模型組大鼠少動(dòng),食欲減退,飲水量減少,體重增長(zhǎng)緩慢,毛色灰黃無(wú)光澤,脫毛,炸毛,大便質(zhì)地偏軟,不成形。各給藥組大鼠體重逐漸增加,精神狀態(tài)較好,進(jìn)食和飲水量減少,毛發(fā)黃,無(wú)光澤,大便質(zhì)地偏軟。
與空白對(duì)照組比較,模型組、全方組、酸味組、苦味組、辛味組及陽(yáng)性藥組大鼠體質(zhì)量增量明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與空白對(duì)照組比較,模型組大鼠大便質(zhì)地、便血及DAI評(píng)分明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。全方組、酸味組、苦味組DAI評(píng)分明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與模型組比較,甘味組大鼠體質(zhì)量增量增加(P<0.05),全方組、酸味組、苦味組及陽(yáng)性藥組大鼠便血減少(P<0.05),各給藥組DAI評(píng)分均降低(P<0.05),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。
表2 各組UC模型大鼠體質(zhì)量增量及DAI評(píng)分結(jié)果
結(jié)腸組織大體觀察結(jié)果表示,經(jīng)4%乙酸造模后,結(jié)腸組織大面積充血潰爛,提示造模成功。給藥7天后,模型組結(jié)腸組織仍可見0~2 cm2大小的潰瘍,結(jié)腸壁增厚明顯,與周圍組織粘連,肉眼可見充血。各給藥組大鼠存在局部充血,部分大鼠結(jié)腸組織與周圍組織粘連。
經(jīng)蘇木素—伊紅染色后,空白對(duì)照組結(jié)腸組織結(jié)構(gòu)相對(duì)完整,固有層內(nèi)有許多腸腺。黏膜下層和肌層結(jié)構(gòu)完整。乙酸造模后結(jié)腸結(jié)構(gòu)破壞,局灶區(qū)廣泛的黏膜扭曲、脫落,腸腺大量減少,隱窩消失、萎縮;可見大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)粘膜下層。模型組大鼠結(jié)腸組織中結(jié)腸上皮細(xì)胞部分丟失,隱窩結(jié)構(gòu)改變、分支、扭曲、萎縮,基底部增厚,粘膜基底部漿細(xì)胞增多。各給藥組大鼠結(jié)腸上皮結(jié)構(gòu)存在部分缺失,隱窩較模型組增加,保留大量黏液,可見淋巴細(xì)胞組和隱窩形態(tài)改變。見圖1。
注:A 空白對(duì)照組;B 模型組(造模結(jié)束);C 模型組(實(shí)驗(yàn)結(jié)束);D 全方組;E 酸味組;F 苦味組;G 辛味組;H 甘味組;I 陽(yáng)性藥組。
與空白對(duì)照組比較,模型組大鼠血清IL-6、IL-8、TNF-α水平升高(P<0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異意義。
與模型組比較,全方組、酸味組、苦味組、辛味組、甘味組、陽(yáng)性藥組大鼠血清IL-6、IL-8、TNF-α水平均降低(P<0.05)。各給藥組之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,其中,酸味組、苦味組、辛味組IL-6水平較甘味組降低(P<0.05)。見表3。
表3 各組UC模型大鼠血清炎癥因子水平
與空白對(duì)照組比較,模型組大鼠結(jié)腸組織VIP、SP、胃饑餓素、5-HT、NPY水平顯著增加(P<0.05),CGRY水平顯著降低(P<0.05)。
與模型組比較,全方組、苦味組、陽(yáng)性藥組大鼠結(jié)腸組織VIP、SP、胃饑餓素、5-HT、NPY水平顯著降低(P<0.05),CGRY水平顯著升高(P<0.05)。與模型組對(duì)比,酸味組大鼠結(jié)腸組織VIP、SP、胃饑餓素、5-HT、NPY降低(P<0.05);辛味組大鼠結(jié)腸組織VIP、胃饑餓素、5-HT降低(P<0.05),SP、CGRY水平顯著升高(P<0.05);甘味組大鼠結(jié)腸組織VIP、SP、胃饑餓素、NPY降低(P<0.05),CGRY水平顯著升高(P<0.05)。辛味組大鼠結(jié)腸組織SP水平較其余給藥組大鼠結(jié)腸表達(dá)水平顯著升高(P<0.05)。見表4。
表4 各組UC模型大鼠結(jié)腸組織神經(jīng)肽表達(dá)水平
五味理論是藥性理論的核心之一,通過五味與功效的關(guān)系指導(dǎo)臨床遣方用藥。五味本身也體現(xiàn)了陰陽(yáng)的消長(zhǎng),如辛甘發(fā)散屬陽(yáng),酸苦涌泄屬陰。經(jīng)方中僅烏梅丸一例通過四味合法配伍從運(yùn)動(dòng)和數(shù)量?jī)煞矫鎱f(xié)助人體的開闔消長(zhǎng)過程。烏梅丸四味配伍同時(shí)實(shí)現(xiàn)了溫陽(yáng)滋陰、補(bǔ)虛瀉實(shí)、寒熱并調(diào)、氣血兼治,可用于治療證候錯(cuò)雜、反復(fù)發(fā)作性疾病,尤其適合肝脾胃腸功能失常。因此,本研究基于四味配伍方式對(duì)烏梅丸進(jìn)行了拆方,從酸、苦、辛、甘四味來(lái)觀察對(duì)UC大鼠的治療具有協(xié)同或獨(dú)特的作用。
UC的病理機(jī)制比較復(fù)雜,神經(jīng)—免疫網(wǎng)絡(luò)在UC病理過程中發(fā)揮雙向調(diào)節(jié)作用。腸道免疫屏障改變誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)發(fā)生,炎性介質(zhì)刺激神經(jīng)肽分布和表達(dá)水平異常[5],神經(jīng)肽又能參與炎癥反應(yīng)。促炎細(xì)胞因子IL-6、IL-8、TNF-α是UC的炎癥標(biāo)志物,TNF-α誘導(dǎo)其他促炎細(xì)胞因子如IL-6的分泌和結(jié)腸腺癌的轉(zhuǎn)化,TNF-α單抗英夫利昔已經(jīng)被用于UC的治療[6]。IL-6是早期結(jié)腸炎相關(guān)癌發(fā)生的關(guān)鍵腫瘤啟動(dòng)子,UC患者中呈增高表達(dá)[7]。IL-8能夠吸引中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞,研究表明上調(diào)與內(nèi)鏡檢查嚴(yán)重程度正相關(guān)[8]。本課題組前期研究證實(shí)了烏梅丸能夠減輕UC大鼠的炎癥反應(yīng)和UC的嚴(yán)重程度[9]。此次結(jié)果表明烏梅丸抗炎作用可能與抑制促炎因子IL-6、IL-8、TNF-α的表達(dá)有關(guān),各拆方組DAI評(píng)分均降低,對(duì)UC具有初步的改善作用,酸、苦、辛、甘組能抑制IL-6,IL-8,TNF-α的水平,說明四味可能通過協(xié)同作用抑制炎癥反應(yīng)。
神經(jīng)肽是神經(jīng)—免疫網(wǎng)絡(luò)的中間物質(zhì),多種神經(jīng)肽參與UC的炎癥免疫反應(yīng)。VIP能夠促進(jìn)結(jié)腸修復(fù)和內(nèi)穩(wěn)態(tài),抑制促炎細(xì)胞因子如IL-2、IL-6、γ干擾素的分泌來(lái)保護(hù)粘膜炎癥[10]。炎癥相關(guān)的水腫與VIP表達(dá)有關(guān),VIP能調(diào)節(jié)粘膜水和電解質(zhì)的分泌[11]。結(jié)腸VIP過度分泌會(huì)導(dǎo)致水樣腹瀉,UC出現(xiàn)的便溏及大便次數(shù)改變有關(guān)與該神經(jīng)肽有關(guān)[12],部分研究表明患者結(jié)腸組織和血漿VIP增加[13]。本研究表明乙酸誘導(dǎo)的潰瘍性結(jié)腸炎大鼠模型中結(jié)腸組織的VIP升高,烏梅丸及拆方組對(duì)VIP水平具有明顯的降低作用,烏梅丸四味配伍可能通過VIP共同發(fā)揮止利作用。烏梅丸及其拆方可能直接調(diào)控和間接通過VIP抑制IL-6的釋放。
SP是一種神經(jīng)肽和疼痛傳遞介質(zhì),大量SP會(huì)對(duì)腸動(dòng)力起抑制作用[14]。SP濃度與UC的疾病活動(dòng)程度呈正相關(guān),UC乳糜瀉患者尤其明顯[15]。神經(jīng)末梢SP釋放可以激活血小板釋放5-HT,共同影響腸道分泌、運(yùn)動(dòng)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)UC模型大鼠SP顯著升高,模型處于UC活動(dòng)期,全方組、酸味組、苦味組、甘味組均能降低SP,全方改善SP的效果更明顯。辛味是五味中特殊的氣味,辛味與痛覺相關(guān),辛味藥具有增加血流,血管通透性和強(qiáng)鎮(zhèn)痛的藥理作用,這種作用可能與辛味藥刺激SP大量釋放有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)附子、丁香這兩位辛味藥的配伍也能導(dǎo)致便秘大鼠血清P物質(zhì)水平的升高[17],這與本文的研究結(jié)果類似。
胃饑餓素是一種潛在的UC神經(jīng)肽指標(biāo),具有促進(jìn)食欲和增加生長(zhǎng)激素分泌、影響細(xì)胞的增殖和生存、顯著的抗炎活性的作用,相關(guān)研究表明UC血漿和結(jié)腸黏膜胃饑餓素水平升高[18]。本研究發(fā)現(xiàn)UC模型大鼠胃饑餓素水平升高,表明給藥組能降低模型組高水平胃饑餓素水平,其中,苦味組、辛味組似乎能更好發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。
NPY刺激水和電解質(zhì)的吸收,引起血管收縮,參與腸道應(yīng)激反應(yīng)[19]。NPY被認(rèn)為具有促炎作用,在UC患者和DSS大鼠結(jié)腸炎模型中均發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞激活后能夠表達(dá)NPY,NPY以自分泌的形式調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞[20]。UC患者自主神經(jīng)系統(tǒng)亢進(jìn),患者心理壓力增大,外周NPY水平增高,而進(jìn)一步刺激腸道炎癥[21]。本研究表明UC模型大鼠結(jié)腸組織NPY水平升高,全方組、酸味組、苦味組、甘味組均能降低NPY水平,表明烏梅丸及其拆方可能通過減輕炎癥和壓力發(fā)揮作用。
CGRY是感覺神經(jīng)的主要成分,是UC診斷和治療的靶點(diǎn),CGRY能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞,抑制T細(xì)胞的增值,降低巨噬細(xì)胞抗原提呈和活化淋巴細(xì)胞[22]。在UC患者和動(dòng)物模型中可見CGRY mRNA水平明顯降低,與UC疾病程度相關(guān)[23]。本研究認(rèn)為CGPY的水平與模型選擇可能有一定的關(guān)系,乙酸化學(xué)灼燒能夠直接損傷神經(jīng)叢,降低CGPY的表達(dá)。全方組、苦味組、辛味組和甘味組升高CGPY水平,可能通過刺激CGPY修復(fù)神經(jīng)存在的保護(hù)和促進(jìn)黏膜愈合作用,或通過神經(jīng)—免疫網(wǎng)絡(luò)途徑發(fā)揮作用。
5-HT參與調(diào)控腸道分泌、蠕動(dòng)、內(nèi)臟敏感性[24],研究表明5-HT還參與單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中細(xì)胞因子的釋放、T-淋巴細(xì)胞的激活和中性粒細(xì)胞的招募[25]。UC患者和動(dòng)物模型可見結(jié)腸黏膜5-HT釋放量增加,炎性浸潤(rùn)的結(jié)腸黏膜能夠誘導(dǎo)釋放更多的5-HT,且釋放量與UC疾病活動(dòng)程度呈正相關(guān)[26-27]。5-HT的增加也是導(dǎo)致UC患者腸分泌增加和內(nèi)臟高敏感的原因之一,還能影響腸道分泌和吸收NPY[24]。異常高水平的5-HT也是造成UC患者發(fā)生情感障礙的危險(xiǎn)因素之一[28]。本研究表明乙酸模型5-HT水平顯著高于對(duì)照組,烏梅丸全方及其拆方能夠降低5-HT水平,可能通過調(diào)節(jié)5-HT水平發(fā)揮改善內(nèi)臟敏感和便溏癥狀的作用。烏梅丸及其拆方對(duì)UC炎癥的抑制作用可能也能通過降低5-HT水平實(shí)現(xiàn),這種調(diào)節(jié)作用是烏梅丸各拆方的協(xié)同作用。
本研究還觀察了陽(yáng)性藥SASP對(duì)UC標(biāo)志性神經(jīng)肽的作用,SASP對(duì)神經(jīng)肽和細(xì)胞因子均具有較好的調(diào)節(jié)作用。綜上,烏梅丸及其拆方能夠通過調(diào)節(jié)結(jié)神經(jīng)—免疫網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)肽和細(xì)胞因子這一機(jī)制來(lái)干預(yù)UC,全方作用神經(jīng)肽范圍更為廣泛,其余各拆方組對(duì)部分神經(jīng)肽具有調(diào)節(jié)作用,各拆方組能夠通過協(xié)同作用發(fā)揮抗炎作用。