邵華榮，韓冠英，3，凌沛學(xué)，趙麗娟，張?zhí)烀?/p>

(1．山東大學(xué) 藥學(xué)院，山東 濟南 250012;2．山東省生物藥物研究院 博士后科研工作站，山東 濟南 250101;3．遼寧醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

黃原膠對疼痛的緩解作用

邵華榮1，2，韓冠英1，2，3，凌沛學(xué)1，2，趙麗娟1，2，張?zhí)烀?

(1．山東大學(xué) 藥學(xué)院，山東 濟南 250012;2．山東省生物藥物研究院 博士后科研工作站，山東 濟南 250101;3．遼寧醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

目的 研究黃原膠對疼痛的緩解作用。方法 分別采用小鼠腹腔注射醋酸及大鼠左后肢關(guān)節(jié)腔注射碘乙酸鈉誘導(dǎo)疼痛模型，前者以小鼠扭體反應(yīng)潛伏期和扭體次數(shù)為指標(biāo)，后者以大鼠左后肢機械縮足閾值和承重分布為指標(biāo)，評價黃原膠對疼痛的緩解作用。結(jié)果 與生理鹽水組相比，黃原膠可明顯延長小鼠扭體反應(yīng)的潛伏期并減少扭體次數(shù)，顯著抑制碘乙酸鈉誘導(dǎo)的大鼠左后肢機械縮足閾值及承重分布的降低。結(jié)論 黃原膠可顯著緩解疼痛。

黃原膠;疼痛;緩解作用

黃原膠(xanthan gum，XG)是一種生物高分子多糖，具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的理化性質(zhì)［1］。本實驗室前期研究發(fā)現(xiàn)XG關(guān)節(jié)腔注射對木瓜蛋白酶誘導(dǎo)的兔膝骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)軟骨具有保護作用，可延緩OA病程［2-3］，且XG關(guān)節(jié)腔注射無明顯的全身毒性及局部刺激作用［4］，XG有可能成為安全有效治療OA的藥物。關(guān)節(jié)疼痛是OA最常見的癥狀，緩解疼痛是OA的主要治療目標(biāo)之一。本文通過建立動物疼痛模型，探討了XG對疼痛的緩解作用，為開發(fā)治療OA新藥提供參考。

1 材料

XG注射液(2 mL∶20 mg)，山東省生物藥物研究院博士后科研工作站制備，各項參數(shù)符合注射液標(biāo)準(zhǔn);玻璃酸鈉(SH)注射液(2 mL∶20 mg，商品名:施沛特，批號:101019034)，山東博士倫福瑞達(dá)制藥有限公司;生理鹽水(NS)，山東省齊都藥業(yè)有限公司;碘乙酸鈉(monosodium iodoacetate，MIA)，美國Sigma公司;醋酸等其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

大鼠通道式足支撐力測定儀，山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院儀器設(shè)備站;von Frey纖維絲，美國 North Cost Medical公司。

昆明小鼠60只，體重18～22 g，Wistar雄性大鼠60只，體重250～300 g，由山東省醫(yī)藥工業(yè)研究所藥物安全評價中心提供，動物合格證號:SCXK(魯)20090001。

2 方法

2．1 XG 對醋酸致小鼠疼痛的影響［5］

小鼠30只，隨機分成NS組、SH組和XG組，每組10只，分別腹腔注射NS，SH及XG，給藥劑量均為0．1 mL/10 g。給藥15 min后腹腔注射0．7%醋酸(0．1 mL/10 g)，觀察并記錄注射醋酸后小鼠開始出現(xiàn)扭體反應(yīng)的時間(潛伏期)及15 min內(nèi)小鼠出現(xiàn)扭體反應(yīng)的總次數(shù)。

2．2 XG對MIA致大鼠關(guān)節(jié)疼痛的影響

2．2．1 分組 大鼠60只，隨機分成假注射組(sham組)、NS組、SH組和XG組，每組15只，使其適應(yīng)環(huán)境7 d后(第0天)對疼痛行為指標(biāo)進行測試，包括后肢機械縮足閾值(paw withdrawal threshold，PWT)及體重承重分布。隨后用1%戊巴比妥鈉(12 mL/kg)將大鼠深度麻醉后，膝關(guān)節(jié)周圍皮膚脫毛，常規(guī)消毒，除sham組外，其他組動物左側(cè)膝關(guān)節(jié)注射含MIA 3 mg的NS 60 μL誘導(dǎo)OA疼痛模型，右側(cè)膝關(guān)節(jié)注射等量NS。于造模后第3，7，14天測定疼痛行為指標(biāo)，產(chǎn)生左后肢PWT值及承重分布的顯著性降低為造模成功。造模后第 14，21，28，35，42 天，分別對NS組，SH組與XG組動物左膝關(guān)節(jié)注射NS，SH和 XG，右膝關(guān)節(jié)注射 NS，給藥劑量均為 0．2 mL/kg。每次給藥麻醉前對大鼠進行疼痛行為指標(biāo)測試。

2．2．2 PWT 值測定 采用“up-down”法［6］，選用 9根強度呈對數(shù)遞增的 von Frey 纖維絲(0．4，0．6，1，2，4，6，8，15 g)檢測大鼠后肢 PWT 值。將大鼠放置于底部為金屬網(wǎng)的有機玻璃箱內(nèi)20 min，待其安靜后，以2 g為初始刺激強度，分別對大鼠左右側(cè)后肢足心部進行機械性刺激，測試時纖維絲垂直，微彎，在大鼠足心部停留6～8 s，出現(xiàn)快速縮足或搔抓反應(yīng)為陽性反應(yīng)。若縮足反應(yīng)為陽性，則選擇依次相鄰遞減的刺激強度給予刺激;若縮足反應(yīng)為陰性，則選擇相鄰遞增的刺激強度給予刺激。如此反復(fù)，記錄出現(xiàn)縮足反應(yīng)的最小刺激強度為PWT值，連續(xù)5次測定持續(xù)陽性為最終PWT值。左后肢PWT值計算公式為:左側(cè) PWT(%)=［左側(cè) PWT/(左側(cè)PWT+右側(cè)PWT)］×100%。

2．2．3 承重分布測定 通過測定大鼠左側(cè)后肢和右側(cè)后肢體重承受分布的改變來衡量大鼠MIA OA疼痛模型的不適程度。應(yīng)用通道式足支撐力測定儀，將大鼠置于樹脂玻璃的盒子中，每只后爪單獨放置于獨立的承重盤上以確保受力均衡，測定大鼠左右后肢承重。每只大鼠承重測試結(jié)果每隔5 s讀數(shù)1次，共讀數(shù)3次，取平均值［7］。左后肢承重分布計算公式為:左側(cè)承重(%)=［左側(cè)承重/(左側(cè)承重+右側(cè)承重)］×100%。

2．3 統(tǒng)計學(xué)處理

3 結(jié)果

3．1 XG對醋酸致小鼠疼痛的影響

與NS組相比，XG可顯著延長醋酸注射后小鼠出現(xiàn)扭體反應(yīng)的潛伏期，并減少15 min內(nèi)的扭體次數(shù)(P＜0．01)，表明XG有明顯的鎮(zhèn)痛作用，但XG與SH的鎮(zhèn)痛效果無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0．05)，見表1。

表1 小鼠扭體試驗結(jié)果Tab．1 The results of body torsion experiments in mice

3．2 XG對MIA致大鼠關(guān)節(jié)疼痛的影響

如圖1～2所示，第3，7，14天大鼠左后肢PWT值和承重分布較造模前(第0天)明顯降低(P＜0．01)，表明關(guān)節(jié)腔注射MIA后成功誘導(dǎo)大鼠OA的疼痛模型。與NS組相比，關(guān)節(jié)腔注射XG及SH均可顯著抑制這種改變(P＜0．05)，即XG及SH均可明顯緩解MIA所致的OA疼痛。XG組與SH組的疼痛緩解效果在考察的5周內(nèi)未見顯著性差異(P ＞0．05)。

4 討論

小鼠扭體實驗為評價藥物鎮(zhèn)痛活性的常用方法，操作簡單且重復(fù)性好［8-9］。本實驗結(jié)果表明，XG能顯著延長醋酸致小鼠疼痛的潛伏期，減少扭體次數(shù)，具有明顯鎮(zhèn)痛活性。大鼠關(guān)節(jié)腔注射MIA是一種評價緩解關(guān)節(jié)疼痛藥物藥效的可靠動物模型［10-12］，后肢 PWT值及支撐力分布的測定已廣泛用于評價各類藥物對MIA誘導(dǎo)OA疼痛的緩解效果［13-15］。本研究通過關(guān)節(jié)腔注射MIA成功誘導(dǎo)大鼠以上兩項疼痛指標(biāo)的顯著改變，兩者變化趨勢基本一致，并可維持至第49天。注射MIA后在滑膜和周圍的組織內(nèi)有急性炎癥出現(xiàn)，至造模后2周OA疼痛狀態(tài)穩(wěn)定，因此我們選擇注射MIA后第14天給予XG干預(yù)治療。關(guān)節(jié)腔注射XG可明顯改善MIA誘導(dǎo)的大鼠左后肢PWT值及承重分布的改變，具有明顯緩解OA疼痛的作用。目前XG緩解疼痛的機制并不清楚，可能有以下幾點:注射高黏彈性的XG后為傷害感受器提供了物理性防護;感受器周圍的一些化學(xué)物質(zhì)如前列腺素、5-羥色胺等可通過作用于受體，產(chǎn)生第2信息遞質(zhì)來激活傷害感受器，而XG可充當(dāng)一層擴散屏障和陽離子中和劑，阻止化學(xué)物質(zhì)對感受器的刺激等。

圖1 各組大鼠左后肢機械縮足閾值Fig．1 The paw withdrawal threshold of rats in all groups

本研究證實了XG具有顯著的疼痛緩解效果，但其作用機制及長效作用仍需深入探討。

圖2 各組大鼠左后肢承重分布Fig．2 The weight bearing distribution of rats in all groups

［1］ García-Ochoa F，Santos V E，Casas J A，et al．Xanthan gum:production，recovery，and properties［J］．Biotechnol Adv，2000，18(7):549-579．

［2］ Han G Y，Wang G L，Zhu X Q，et al．Preparation of xanthan gum injection and its protective effect on articular cartilage in the development of osteoarthritis［J］．Carbohyd Polym，2012，87(2):1837-1842．

［3］ Han G Y，Shao H R，Zhu X Q，et al．The protective effect of xanthan gum on interleukin-1β induced rabbit chondrocytes［J］．Carbohyd Polym，2012:［Epub ahead of print］．

［4］ 韓冠英，凌沛學(xué)，王鳳山，等．兔膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射黃原膠的安全性評價［J］．中國生化藥物雜志，2012，33(2):109-111．

［5］ 徐叔云，汴如濂，陳 修．藥理實驗方法學(xué)［M］．北京:人民衛(wèi)生出版社，2002:882-887．

［6］ Chaplan S R，Bach F W，Pogrel J W，et al．Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw［J］．J Neurosci Methods，1994，53(1):55-63．

［7］ Bove S E，Calcaterra S L，Brooker R M，et al．Weight bearing as a measure of disease progression and efficacy of anti-inflammatory compounds in a model of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis［J］．Osteoarthritis Cartilage，2003，11:821-830．

［8］ 路明珠，陸文銓．伊 佳．不同分子量構(gòu)成的玻璃酸鈉對骨關(guān)節(jié)炎治療作用的實驗研究［J］．藥學(xué)實踐雜志，2010，28(1):19-22．

［9］ 蔣斯怡，王秋娟，郭青龍，等．新型羥基脲化合物 Ⅲ5的鎮(zhèn)痛抗炎作用［J］．中國生化藥物雜志，2012，33(2):109-111．

［10］ Guzman R E，Evans M G，Bove S，et al．Mono-iodoacetate-induced histologic changes in subchondral bone and articular cartilage of rat femorotibial joints:an animal model of osteoarthritis［J］．Toxicol Pathol，2003，31(6):619-624．

［11］ Combe R，Bramwell S，F(xiàn)ield M J．The monosodium iodoacetate model of osteoarthritis:a model of chronic nociceptive pain in rats?［J］．Neurosci Lett，2004，370:236-240．

［12］ Cifuentes D J，Rocha L G，Silva L A，et al．Decrease in oxidative stress and histological changes induced by physical exercise calibrated in rats with osteoarthritis induced by monosodium iodoacetate［J］．Osteoarthritis Cartilage，2010，18:1088-1095．

［13］ Janet F，Centry C，Marzia M，et al．Pain related behaviour in two models of osteoarthritis in the rat knee［J］．Pain，2004，112:83-93．

［14］ Kalff K M，Mouedden E M，Egmond J V，et al．Pre-treatment with capsaicin in a rat osteoarthritis model reduces the symptoms of pain and bone damage induced by monosodium iodoacetate［J］．Eur J Pharmacol，2010，641:108-111．

［15］ Nillas S，Michael P J，Jennifer L O，et al．Local application of the endocannabinoid hydrolysis inhibitor URB597 reduces nociception in spontaneous and chemically induced models of osteoarthritis［J］．Pain，2011，152:975-981．

The alleviative effect of xanthan gum on pain

SHAO Hua-rong1，2，HAN Guan-ying1，2，3，LING Pei-xue1，2，ZHAO Li-juan1，2，ZHANG Tian-min1
(1．School of Pharmaceutical Sciences，Shandong University，Jinan 250012，China;2．Post-doctoral Scientific Research Workstation，Institute of Biopharmaceuticals of Shandong Province，Jinan 250101，China;3．School of Pharmaceutical Sciences，Liaoning Medical University，Jinzhou 121001，China)

Purpose To investigate the alleviative effect of xanthan gum(XG)on pain．Methods Pain models were induced through the mice intraperitoneal injected with acetic acid and the left knees of the rats intra-articularly injected with monosodium iodoacetate(MIA)，respectively．The alleviative effect of XG on pain was evaluated through pain related behaviors tests．Results XG significantly prolonged the initial appearance of writhing response，and meanwhile it reduced the times of writhing response within 15 min after exposure of the mice to acetic acid．Intra-articular injection of XG significantly increased the paw withdrawal threshold and weight bearing of the MIA-treated limbs．Conclusion XG had obvious alleviative effect on pain．

xanthan gum;pain;alleviative effects

R962

A

1005-1678(2012)06-0779-04

2012-05-16

“泰山學(xué)者”建設(shè)工程專項經(jīng)費資助

邵華榮，女，碩士研究生，研究方向為多糖類藥物;凌沛學(xué)，男，通信作者，研究員，博士生導(dǎo)師，Tel:0531-81213003，E-mail:lpx@sdfmg．com。