周必洪,傅玉輝,閆 虎,陳寶軍,張慶,張子怡,王藝如,蘇友新
(福建中醫(yī)藥大學(xué),福建 福州 350122)
課題組前期研究[1-4]發(fā)現(xiàn)痛風(fēng)寧顆粒具有較好抗炎、消腫、鎮(zhèn)痛等作用,能有效控制急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的癥狀,但其具體作用環(huán)節(jié)尚不明確。近年來(lái)研究表明:急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病可能與關(guān)節(jié)滑膜TLR-2、4、MyD88 mRNA的高表達(dá)、關(guān)節(jié)滑液中 TNF-α、IL-1β的增多及大量中性粒細(xì)胞進(jìn)入關(guān)節(jié)腔有關(guān)。課題組擬以急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠為模型,觀察痛風(fēng)寧顆粒對(duì)模型大鼠關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β含量及滑膜組織中TLR-2、4,MyD88 mRNA表達(dá)的影響,以進(jìn)一步闡明痛風(fēng)寧顆??寡住㈡?zhèn)痛作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 36只SPF級(jí)健康雄性SD大鼠,體重(200±15)g,由上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(滬)2007-0005,合格證號(hào):0073141],委托福建中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購(gòu)買(mǎi)和飼養(yǎng)。
1.2 主要試劑及藥物 白細(xì)胞介素-1β(IL-8)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)ELISA試劑盒(北京普爾偉業(yè)生物科技有限公司,批號(hào):20091225、2009122);微晶型尿酸鈉(Sigma-aldrich 公司,批號(hào):108K5309);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、PCR Master Mix(Fermentas公司,批號(hào):K1622、K0171);100bp Ladder(百泰克公司,批號(hào):PR3001);痛風(fēng)寧顆粒:每克含生藥3.2 g(福州辰星藥業(yè)有限公司提供,中試產(chǎn)品批號(hào):101024);秋水仙堿:0.5 mg/片(云南省玉溪望子龍生物制藥有限公司,批號(hào):20090702)。
1.3 主要設(shè)備 PYX-DHS恒溫箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠);CUT4060石蠟切片機(jī)(德國(guó)Leica公司);BH-2光學(xué)顯微鏡(日本OLYMPUS公司);101A-2真空干燥箱(上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠);PE9600基因擴(kuò)增儀(香港PERKIN ELMER公司);梯度PCR儀(英國(guó)GENE TECHNOLOGIES 公司);FJ2008PS γ 放射免疫計(jì)數(shù)器(西安二六二廠);Allegra 64R低溫高速離心機(jī)(美國(guó)Beckman Coulter公司)。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 藥品制備
1.4.1.1 尿酸鈉溶液的制備 電子天平稱(chēng)取尿酸鈉晶體2.5 g,高溫高壓后,加入無(wú)菌生理鹽水至100 mL,制成 25 mg/mL的尿酸鈉懸濁液,4℃保存,用前搖勻。
1.4.1.2 干預(yù)藥物制備 成人(60 kg)每日痛風(fēng)寧顆粒、秋水仙堿常用量分別為27 g、3 mg,根據(jù)人與大鼠用量關(guān)系[5]換算得出大鼠每日以上2種干預(yù)藥物的用量分別為 2.93 g/kg、0.325 mg/kg。 依據(jù)上述用藥量計(jì)算出每只大鼠的用藥量,加入2 mL蒸餾水溶解,制成混懸液,4℃保存,用前搖勻。
1.4.2 動(dòng)物分組及造模 用隨機(jī)數(shù)字表法把適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后的36只SPF級(jí)健康雄性SD大鼠分成正常組、模型組、痛風(fēng)寧顆粒組、秋水仙堿組共4組。參照Coderre造模方法[6],固定板固定大鼠,以右膝關(guān)節(jié)為中心,常規(guī)消毒,以右膝外側(cè)膝眼為進(jìn)針點(diǎn),向每個(gè)正常組大鼠關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射0.2 mL生理鹽水,其余3組大鼠以同樣的方法分別注入0.2 mL 2.5%尿酸鈉懸濁液。
1.4.3 藥物干預(yù) 造模1 h后,痛風(fēng)寧顆粒組、秋水仙堿組大鼠根據(jù)體重分別使用相應(yīng)藥物混懸液2 mL灌胃,正常組、模型組大鼠分別以2 mL生理鹽水灌胃,每日1次,連續(xù)3 d。
1.4.4 標(biāo)本采集 末次灌胃1 h后,各組實(shí)驗(yàn)大鼠分別用10%水合氯醛以300 mg/kg的劑量腹腔注射麻醉。麻醉成功后,以大鼠右膝關(guān)節(jié)為中心,常規(guī)備皮、消毒、鋪巾,戴無(wú)菌手套,切開(kāi)右膝關(guān)節(jié)囊,關(guān)節(jié)腔用1 mL生理鹽水沖洗,收集沖洗液,取1滴于載玻片上涂片,福爾馬林溶液固定;切取關(guān)節(jié)囊,固定于4%中性甲醛固定液。
1.4.5 關(guān)節(jié)液HE染色光鏡下中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù) 將固定的載玻片進(jìn)行HE染色,嚴(yán)格按HE染色試劑盒步驟操作,400倍光鏡下取5個(gè)隨機(jī)視野進(jìn)行中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù),取均值。
1.4.6 滑膜組織HE染色光鏡下觀察 取出固定于4%中性甲醛液中的關(guān)節(jié)囊,沖洗后常規(guī)脫水、透明、浸蠟、包埋,制作成蠟塊后,切片、脫蠟、復(fù)水、HE染色,光鏡下觀察形態(tài)學(xué)的變化。
1.4.7 關(guān)節(jié)液細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β檢測(cè) 嚴(yán)格按照放射免疫試劑盒步驟操作,檢測(cè)各組大鼠關(guān)節(jié)沖洗液中TNF-α、IL-1β的含量。
1.4.8 滑膜組織中TLR-2、4及MyD88 mRNA的表達(dá)檢測(cè) ① 總RNA的提?。翰捎肨rizol法提取大鼠膝關(guān)節(jié)滑膜組織細(xì)胞總RNA,嚴(yán)格按照試劑盒步驟操作。②RNA純度及完整性檢測(cè):取2 μL總RNA稀釋50倍后加入紫外分光光度計(jì)中,測(cè)定樣品在260 nm和280 nm的吸光值,計(jì)算出OD 260/OD 280值, 按 1 OD=40 μg/mL RNA 計(jì)算 RNA 的純度。③cDNA的制備:在PCR管中配制反應(yīng)體系,1 μg RNA的體積根據(jù)所得的OD值計(jì)算得出,用無(wú)RNA酶的水調(diào)整體系至20 μL;在PCR儀上設(shè)置反應(yīng)條件,30℃ 5 min、42℃ 60 min、95℃ 5 min、70℃ 5 min,反應(yīng)結(jié)束后保存于-20℃冰箱。④RT-PCR反應(yīng):引物的設(shè)計(jì),由北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限公司合成Pubmed上檢索的TLR-2、4及MyD88完整外顯子序列(見(jiàn)表1);反應(yīng)體系的配置:在RT-PCR反應(yīng)專(zhuān)用八聯(lián)管中進(jìn)行,每個(gè)樣本重復(fù)3個(gè)復(fù)孔,并做一個(gè)陰性對(duì)照;反應(yīng)條件,94℃ 3 min、94℃ 30 s、X℃30 s(TLR255℃、TLR455℃、MyD8855℃)、72℃ 30 s、35個(gè)循環(huán),72℃ 10 min,4℃ 保存。 在GS-1 PCR儀工作程序上設(shè)定三步法檢測(cè)。
表1 引物設(shè)計(jì)
2.1 模型鑒定 造模前正常組、模型組、痛風(fēng)寧顆粒組大鼠皮毛光澤色白,活潑好動(dòng),飲食正常;造模1 h后,除空白組外,其余3組大鼠均出現(xiàn)關(guān)節(jié)紅腫,局部皮膚溫度升高,活動(dòng)減少,舔足,飲食量減少等現(xiàn)象。圖1、表2顯示除正常組外,其余各組大鼠關(guān)節(jié)液中性粒細(xì)胞數(shù)均升高,模型組較正常組有非常顯著性差異(P<0.01),表明急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎模型大鼠造模成功。
2.2 關(guān)節(jié)液中性細(xì)胞HE染色光鏡下計(jì)數(shù) 見(jiàn)圖1、表 2。
圖1 大鼠關(guān)節(jié)液HE光鏡下染色圖(×400)
表2 各組關(guān)節(jié)液中性粒細(xì)胞含量比較
2.3 大鼠膝關(guān)節(jié)滑膜組織HE染色光鏡下觀察見(jiàn)圖2。圖2顯示:正常組滑膜組織可見(jiàn)極少中性粒細(xì)胞,滑膜細(xì)胞排列規(guī)則,無(wú)水腫;模型組滑膜組織可見(jiàn)大量中性粒細(xì)胞,滑膜細(xì)胞排列不規(guī)則,有明顯水腫;痛風(fēng)寧顆粒組及秋水仙堿組滑膜組織可見(jiàn)少量的中性粒細(xì)胞,滑膜細(xì)胞排列較規(guī)則,輕度水腫。
圖2 大鼠滑膜HE染色圖(×200)
2.4 關(guān)節(jié)液細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β檢測(cè)結(jié)果 見(jiàn)表3。
表3 各組關(guān)節(jié)液中TNF-a、IL-1β含量比較
2.5 大鼠膝關(guān)節(jié)滑膜組織中TLR-2、4及MyD88 mRNA表達(dá)檢測(cè)
2.5.1 RNA純度及完整性鑒定 經(jīng)測(cè)定各組抽提的總RNA結(jié)果均滿足OD260/OD280值在1.8~2.0范圍及1%瓊脂糖凝膠電泳中28S和18S條帶清晰的要求。表明提取的總RNA純度高、完整性好。
2.5.2 各組TLR-2、4及MyD88 mRNA相對(duì)表達(dá)水平的RT-PCR結(jié)果 見(jiàn)表4。
Toll樣受體(toll-like receptor,TLRs)中的 TLR-2、4和其重要的銜接蛋白髓樣分化因子(MyD88)參與了痛風(fēng)的炎癥反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展和消退過(guò)程[7-8]。靜息狀態(tài)下,TLRs受體與MyD88結(jié)合成復(fù)合物,未受刺激時(shí)處于無(wú)活性狀態(tài)。當(dāng)TLRs受體與病原相關(guān)分子結(jié)合后,受體發(fā)生二聚化,胞質(zhì)中的TLR結(jié)構(gòu)域與MyD88的羧基末端相互作用,MyD88就開(kāi)始募集下游絲/蘇氨酸蛋白激酶IRAK1和IRAK2,導(dǎo)致IRAK自身磷酸化;磷酸化的IRAK脫離MyD88與TRAF6(TNFR-associated factor)結(jié)合,活化的 TRAF6引起 MAP3K(mitogen-activated protein kinase)家族成員 NIK(NF-κβ-inducing kinase)活化;此后又激活 κβ 激酶(κβ kinases,IKKs),導(dǎo)致 κβ 的泛素化而從 κβ/NF-κβ 復(fù)合物釋放;NF-κβ 由此活化轉(zhuǎn)位進(jìn)核,導(dǎo)致一系列特定基因的表達(dá),從而產(chǎn)生原發(fā)性致炎因子如IL-1β、TNF-α等,完成炎癥的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[9-10]。其中與痛風(fēng)關(guān)系密切的細(xì)胞因子有IL-1β、TNF-α。IL-1β能激活I(lǐng)L-1受體,致使其它炎癥調(diào)節(jié)因子及相關(guān)趨化因子發(fā)揮作用,引起中性粒細(xì)胞進(jìn)入并聚集于尿酸鹽沉積部位;此又可增強(qiáng)IL-1與其受體結(jié)合,引起更多中性粒細(xì)胞匯聚于尿酸鹽沉積部位;如此正反饋調(diào)節(jié),促使急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的炎癥產(chǎn)生和發(fā)展。而TNF-α能激活NF-κB信號(hào)通路,促使IL-1、IL-8等細(xì)胞因子分泌及中性粒細(xì)胞出現(xiàn)吞噬活性并釋放氧自由基和蛋白水解酶,導(dǎo)致尿酸鹽沉積處出現(xiàn)充血、水腫、大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、纖維素滲出,并呈不斷加重[11]。因此,急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎發(fā)病與TLRs/MyD88信號(hào)通路的激活,細(xì)胞因子IL-1β、TNF-α等的升高及中性粒細(xì)胞的聚集等因素密切相關(guān)。
表4 各組TLR-2、4及MyD88 mRNA表達(dá)情況比較
本實(shí)驗(yàn)觀察到:痛風(fēng)寧顆粒能夠顯著降低大鼠病變關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)液中中性粒細(xì)胞的含量及細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β的產(chǎn)生,這與課題組前期利用兔子進(jìn)行觀察的結(jié)果一致[12],表明痛風(fēng)寧顆粒具有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛作用;痛風(fēng)寧顆粒能夠顯著抑制TLR-2、TLR-4及MyD88 mRNA表達(dá),正常組與模型組比較具有顯著性差異(P<0.05),提示痛風(fēng)寧顆粒對(duì)急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的抗炎、鎮(zhèn)痛作用可能是通過(guò)抑制TLR-2、4及 MyD88基因的激活,進(jìn)而減少 TNF-α、IL-1β的生成有關(guān)。本研究還顯示:秋水仙堿可以抑制TLR-2、TLR-4及MyD88 mRNA表達(dá),與模型組比較有顯著性差異(P<0.05),但其結(jié)果顯著高于正常組及痛風(fēng)寧顆粒組,這表明秋水仙堿抗炎、鎮(zhèn)痛的作用機(jī)制與痛風(fēng)寧顆粒作用機(jī)制有所不同,需要進(jìn)一步研究。
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