陳 勇 陳 濤 高永翔
(1.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,四川 成都 610000;2.成都中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,四川 成都610000)
類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種以多關(guān)節(jié)炎癥為顯著特征的慢性自身免疫系統(tǒng)疾病,因具有發(fā)病率及致殘率高的特點(diǎn),嚴(yán)重危害人類(lèi)健康[1]。目前針對(duì)其發(fā)病機(jī)制的研究表明,多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在RA發(fā)展過(guò)程中起重要作用,其中備受研究者關(guān)注當(dāng)屬Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子(JAK/STAT)信號(hào)通路[2-3]。研究證實(shí)JAK/STAT信號(hào)通路通過(guò)多途徑調(diào)控炎癥反應(yīng),在RA發(fā)病及發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)控作用[4]。目前針對(duì)RA的治療,臨床首選具有多靶點(diǎn)特色的中藥復(fù)方制劑,其中風(fēng)濕定膠囊以祛寒除濕、補(bǔ)氣養(yǎng)血、扶正祛邪的功效及副作用小、患者依從性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),逐漸在臨床中得到廣泛應(yīng)用,但其具體作用機(jī)理目前尚不明確。基于此,本研究通過(guò)探討風(fēng)濕定膠囊對(duì)RA大鼠滑膜組織中JAK-STAT信號(hào)通路表達(dá)的影響闡述其治療RA的作用機(jī)制,以期為其臨床推廣提供一定理論依據(jù)?,F(xiàn)報(bào)告如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)健康未交配性成熟Wistar大鼠 85 只,雌雄各半,體質(zhì)量(180±20) g,購(gòu)自廣州中醫(yī)藥大學(xué)(國(guó)際中醫(yī)藥轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究所),動(dòng)物合格證號(hào):SYXK(粵)2014-0144;飼養(yǎng)環(huán)境:標(biāo)準(zhǔn)飼料和水飼養(yǎng),室溫18~22℃、相對(duì)濕度40%~50%。
1.2 試藥與儀器 風(fēng)濕定膠囊(國(guó)藥準(zhǔn)字Z20044165,0.3 g/粒,陜西健民制藥有限公司);甲氨蝶呤片(國(guó)藥準(zhǔn)字H31020644,2.5 mg/片,上海信誼藥廠(chǎng)有限公司)。雞Ⅱ型膠原(10 mg/支),完全弗氏佐劑(CFA,10 mg/支),均購(gòu)于大連寶生物工程有限公司;總RNA提取試劑盒,逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、實(shí)時(shí)熒光定量PCR試劑盒均購(gòu)于上海恒遠(yuǎn)生物科技有限公司;DAB顯色試劑盒,購(gòu)自武漢博士德生物技術(shù)有限公司;p-JAK3、JAK3單抗,p-STAT3、STAT3單抗均購(gòu)自上??道噬锟萍加邢薰荆籛estern blotting印跡全套試劑盒,購(gòu)于上海英拜生物科技有限公司。實(shí)驗(yàn)儀器:足趾容積檢測(cè)器(WA.198-462,北京卓川電子科技有限公司);熒光定量PCR儀(南京貝登醫(yī)療股份有限公司)。風(fēng)濕定膠囊灌胃溶液配置:根據(jù)不同劑量將風(fēng)濕定膠囊用0.9%氯化鈉注射液沖成混懸液,低劑量(10 mg/mL)、中劑量(20 mg/mL)、高劑量(40 mg/mL),給藥體積 2 mL/100 g,大鼠風(fēng)濕定膠囊灌胃濃度按照體表面積法,根據(jù)臨床成人給藥劑量計(jì)算得到。CⅡ乳劑的配置:于無(wú)菌條件下,以0.1 moL/L的冰乙酸充分溶解Ⅱ型膠原后,置于4℃冰箱中靜置過(guò)夜。第2天取出,取等體積弗氏完全佐劑混合,經(jīng)振蕩乳化得CⅡ乳劑(CⅡ含量為1 mg/mL),置于4℃冰箱中保存,備用。
1.3 模型制備 將85只大鼠飼養(yǎng)1周后隨機(jī)選出15只為空白組,其余70只均參照文獻(xiàn)[5]方法以CⅡ乳劑進(jìn)行造模:以10%水合氯醛進(jìn)行麻醉后,分別于每只大鼠背部及左后足跖多點(diǎn)進(jìn)行皮下注射CⅡ乳劑0.5 mL,誘導(dǎo)大鼠發(fā)生炎癥進(jìn)行造模,造模第14天隨機(jī)選取兩只進(jìn)行關(guān)節(jié)病理檢查,判斷是否成模。
1.4 分組及給藥 選取建模成功的大鼠60只隨機(jī)分為6組,分別為模型組、風(fēng)濕定膠囊低劑量組[200 mg/(kg·d)]、風(fēng)濕定膠囊中劑量組[400 mg/(kg·d)]、風(fēng)濕定膠囊高劑量組[800 mg/(kg·d)]、陽(yáng)性對(duì)照組[甲氨蝶呤 0.5 mg/(kg·d)],模型組與空白組每日分別以等量的(4 mL)0.9%氯化鈉注射液灌胃。造模14 d后開(kāi)始給藥,連續(xù)給藥4周。
1.5 觀(guān)察指標(biāo) 1)各組大鼠一般情況觀(guān)察。分別觀(guān)察各組大鼠毛發(fā)、進(jìn)食、活動(dòng)、精神狀態(tài)及體質(zhì)量變化等一般情況。大鼠足腫脹程度測(cè)定:分別以容積檢測(cè)儀測(cè)定并記錄各組給藥后第 0、7、14、20、24、28 天大鼠右后足的腫脹體積變化情況。2)大鼠滑液及滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)水平的測(cè)定。采用蛋白免疫印記(Western blotting)法檢測(cè)各組大鼠滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3的蛋白表達(dá)水平,血管總蛋白的提?。喝「鹘M大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織于研缽中,加300 UI裂解液(按照說(shuō)明書(shū)配制1 mmoL/L的PMSF),研磨處理10 min,充分振蕩后靜置10 min,于4℃條件下以離心(14000 r/min)8 min,取上清得總蛋白;以 BCA 法檢測(cè)蛋白濃度,分別取適量總蛋白,以5倍量上揚(yáng)緩沖液稀釋后,置于95℃變性處理5 min,備用;Western blotting檢測(cè):將變性蛋白置于120 g/L的SDS-PAGE中進(jìn)行電泳,而后加入一抗p-JAK3、p-STAT3于4℃條件下孵育過(guò)夜,再以辣根過(guò)氧化酶結(jié)合的山羊抗兔孵育后,采用BeyoECL Plus發(fā)光檢測(cè)。檢測(cè)完畢清除免疫印跡,再檢測(cè)GAPDH,操作步驟同上。以圖像分析軟件對(duì)條帶進(jìn)行灰度分析,以二者蛋白灰度值的比值(目的蛋白/內(nèi)參GAPDH)反應(yīng)蛋白的相對(duì)表達(dá)水平。3)關(guān)節(jié)組織病理觀(guān)察。給藥后第28天以脫頸法將大鼠處死,留取關(guān)節(jié)滑膜組織:將大鼠仰位固定,沿后肢膝關(guān)節(jié)正中縱行切開(kāi),暴露出膝關(guān)節(jié)中心約3 cm×3 cm的區(qū)域,無(wú)菌剝離出關(guān)節(jié)滑膜組織,以無(wú)菌生理鹽水清洗,快速放入1‰DEPC處理的EP管中,并存于-80℃冰箱中備用。采用免疫組化法將關(guān)節(jié)滑膜組織以4%甲醛固定,進(jìn)行常規(guī)石蠟包埋切片,于光鏡下觀(guān)察關(guān)節(jié)滑膜組織的病理變化。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),組間差異分析采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠關(guān)節(jié)炎發(fā)病一般情況及體質(zhì)量比較
見(jiàn)表1??瞻捉M大鼠毛色雪白有光澤、無(wú)脫毛現(xiàn)象,攝食正常,能自由活動(dòng),精神狀態(tài)佳,足部無(wú)腫脹;模型組大鼠于造模第7天,大鼠毛色無(wú)光澤、皮膚少有脫毛,攝食及活動(dòng)減少,少有精神萎靡現(xiàn)象,后足部及踝關(guān)節(jié)發(fā)紅并伴有輕度腫脹;造模第14天大鼠背部脫毛明顯、攝食及活動(dòng)明顯減少、多數(shù)精神萎靡,雙側(cè)后足踝關(guān)節(jié)腫脹明顯并伴隨局部充血現(xiàn)象,提示造模成功。給藥治療過(guò)程中,陽(yáng)性對(duì)照組及風(fēng)濕定膠囊治療組大鼠攝食及精神狀態(tài)較模型組明顯改善,且隨治療時(shí)間延長(zhǎng),效果越明顯。陽(yáng)性對(duì)照組及各治療組大鼠體質(zhì)量在各階段體質(zhì)量增加量均高于模型組,模型組大鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)緩慢,隨風(fēng)濕定膠囊劑量的增加,體質(zhì)量增加量逐漸增大。
表1 各組大鼠不同階段體質(zhì)量比較(g,±s)
表1 各組大鼠不同階段體質(zhì)量比較(g,±s)
與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05;與陽(yáng)性對(duì)照組比較,△P<0.05;與風(fēng)濕定膠囊中劑量組比較,▲P<0.05。 下同
組 別 n空白組 10模型組 10陽(yáng)性對(duì)照組 10 24 d 28 d 273.20±9.32 298.27±9.17 235.78±9.14* 246.79±9.58*269.59±7.13# 279.67±6.19#風(fēng)濕定膠囊低劑量組 10 195.24±8.19213.37±8.74#223.58±7.11# 247.68±7.14# 265.76±8.18# 282.82±8.16#風(fēng)濕定膠囊中劑量組 10 192.16±7.67 218.43±8.17#△ 235.49±7.38#△ 256.52±8.15#△ 274.57±7.27#△ 291.65±8.32#△風(fēng)濕定膠囊高劑量組 10 192.26±7.29 219.58±8.12#△▲ 241.62±8.14#△▲ 264.75±9.32#△▲ 289.62±9.86#△▲ 308.76±9.45#△▲0 d 7 d 14 d 182.45±6.54203.49±7.12 225.87±6.64 172.29±7.31196.25±8.27*213.54±8.31*196.28±7.34215.49±8.35#228.48±6.15#20 d 251.14±8.12 226.37±9.19*246.54±8.16#
2.2 各組大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織病理學(xué)比較 見(jiàn)圖1。各組大鼠關(guān)節(jié)病理切片HE染色顯示:空白組滑膜組織無(wú)炎癥及血管增生,細(xì)胞細(xì)胞整齊;模型組滑膜組織有不同程度的增生且存在大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),血管擴(kuò)張;陽(yáng)性對(duì)照組及風(fēng)濕定膠囊治療組中滑膜組織增生及炎癥均有所改善。且風(fēng)濕定膠囊中、高劑量組中滑膜組織細(xì)胞形態(tài)恢復(fù)規(guī)則,僅存在少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),滑膜組織僅輕度增生,血管無(wú)擴(kuò)張。
圖1 各組大鼠關(guān)節(jié)組織病理學(xué)變化(HE染色,200倍)
2.3 各組大鼠不同階段體質(zhì)量及足腫脹體積比較
見(jiàn)表2??瞻捉M及各治療組各階段大鼠足腫脹體積均顯著低于模型組 (P<0.05);隨風(fēng)濕定膠囊劑量的增加,足腫脹體積逐漸減小,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表2 不同階段各組大鼠足腫脹體積比較(mL,±s)
表2 不同階段各組大鼠足腫脹體積比較(mL,±s)
組 別 n空白組 10模型組 10陽(yáng)性對(duì)照組 10 24 d 28 d 1.25±0.09 1.29±0.17 1.97±0.12* 2.05±0.15*1.81±0.13# 1.82±0.19#風(fēng)濕定膠囊低劑量組 10 1.23±0.12 1.49±0.08# 1.55±0.11# 1.70±0.14# 1.79±0.18# 1.80±0.13#風(fēng)濕定膠囊中劑量組 10 1.24±0.11 1.39±0.09#△ 1.46±0.06#△ 1.54±0.13#△ 1.58±0.12#△ 1.62±0.13#△風(fēng)濕定膠囊高劑量組 10 1.25±0.13 1.32±0.05#△▲ 1.38±0.08#△▲ 1.43±0.08#△▲ 1.45±0.13#△▲ 1.49±0.14#△▲0 d 7 d 14 d 0.98±0.08 1.06±0.12 1.12±0.14 1.28±0.12 1.57±0.07* 1.73±0.15*1.25±0.15 1.50±0.06# 1.57±0.14#20 d 1.18±0.12 1.89±0.13*1.72±0.16#
2.4 各組大鼠滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)比較 見(jiàn)表3和圖2。各組間JAK3蛋白及STAT3蛋白表達(dá)水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);模型組及各治療組大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)水平均顯著高于空白組(P<0.05);隨風(fēng)濕定膠囊劑量的增加,p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)水平逐漸下調(diào),且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表3 各組關(guān)節(jié)滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)比較(±s)
表3 各組關(guān)節(jié)滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)比較(±s)
組 別 n空白組 10模型組 10陽(yáng)性對(duì)照組 10 JAK3蛋白 P-JAK3蛋白 STAT3蛋白 P-STAT3蛋白0.63±0.02 0.58±0.03 0.71±0.05 0.67±0.14 0.65±0.03 1.89±0.16* 0.75±0.06 2.75±0.22*0.62±0.05 1.28±0.18# 0.78±0.06 1.74±0.15#風(fēng)濕定膠囊低劑量組 10 0.59±0.04 1.32±0.15# 0.76±0.04 1.69±0.17#風(fēng)濕定膠囊中劑量組 10 0.64±0.03 1.16±0.19#△ 0.69±0.09 1.32±0.14#△風(fēng)濕定膠囊高劑量組 10 0.62±0.02 0.86±0.08#△▲ 0.74±0.07 0.92±0.11#△▲
圖2 各組大鼠p-JAK3、p-STAT3蛋白免疫印跡
RA是一種常見(jiàn)的以關(guān)節(jié)慢性炎癥為主要特征的自身免疫性疾病,其發(fā)病率約為0.5%,且發(fā)病率隨年齡增長(zhǎng)而呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)[6]。因RA患者均存在不同程度的關(guān)節(jié)功能障礙嚴(yán)重影響工作能力,且因自身免疫系統(tǒng)失調(diào),極易引起感染及心血管疾病,給患者身心及日常生活帶來(lái)極大危害[7-8]。因目前針對(duì)RA的具體發(fā)病機(jī)理尚不明確,針對(duì)RA的治療,臨床西藥多為激素類(lèi)藥物,長(zhǎng)期服用引起的不良反應(yīng)極大降低了患者順應(yīng)性,而導(dǎo)致病情無(wú)法得到及時(shí)控制[9]。而中醫(yī)藥則首先從其病機(jī)根源“弊病”出發(fā),辨證治療,以扶正祛邪為原則,整體把握其發(fā)病趨勢(shì),取得了可喜的療效[10-11]。目前中醫(yī)藥針對(duì)RA的治療常使用具有清熱解毒、祛風(fēng)散寒、活血化瘀等功效的中藥復(fù)方,雖取得了一定療效,但針對(duì)其具體的作用機(jī)理研究仍待進(jìn)一步深入研究。
Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子(JAK/STAT)信號(hào)通路是體內(nèi)一種重要的多功能細(xì)胞因子轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,參與體內(nèi)多種病理生理過(guò)程的調(diào)節(jié),如細(xì)胞增殖分化、免疫調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)、腫瘤的發(fā)生與發(fā)展等[12-13]。既往研究表明,JAK/STAT信號(hào)通路在癌癥[14-15]、心血管系統(tǒng)[16]、代謝系統(tǒng)疾?。?7]等發(fā)展過(guò)程中起重要調(diào)控作用,針對(duì)在RA發(fā)病過(guò)程中的研究較少。近年來(lái)隨著臨床研究者對(duì)RA的不斷深入研究,針對(duì)RA中的相關(guān)JAK/STAT信號(hào)通路的調(diào)節(jié)機(jī)制研究亦逐漸增多,Malemud CJ等研究表明,部分抗抑郁藥物可能通過(guò)調(diào)控腦組織中SAPK/MAPK、JAK/STAT等信號(hào)通路抑制炎癥因子發(fā)揮對(duì)RA患者的治療作用[18]。Walker JG等研究表明,隨著對(duì)RA患者的治療,RA患者關(guān)節(jié)滑膜組織中的 JAK3、STAT1、STAT4、STAT6 均逐漸降低[19]。wierkot J等[20]研究表明,RA患者關(guān)節(jié)滑液及外周血中STATs的表達(dá)水平均高于空白對(duì)照組,以上研究均提示JAK/STAT信號(hào)通路可能參與調(diào)控RA疾病的發(fā)生與發(fā)展。本研究結(jié)果表明,模型組及各治療組大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)水平均顯著高于空白對(duì)照組(P<0.05),與上述研究結(jié)果一致。
風(fēng)濕定膠囊由八角楓、白芷、徐長(zhǎng)卿、甘草組成,具有活血通絡(luò)、消腫、抗炎、鎮(zhèn)痛等功效,為臨床治療RA的常用中成藥之一,但針對(duì)其治療機(jī)理目前尚不明確。在此背景下,本研究通過(guò)觀(guān)察風(fēng)濕定膠囊對(duì)RA大鼠滑膜組織病理、足腫脹體積的影響及測(cè)定關(guān)節(jié)滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3蛋白表達(dá)水平的變化,探究其治療RA的相關(guān)分子機(jī)制,以期為臨床風(fēng)濕定膠囊的推廣提供一定理論依據(jù)。研究結(jié)果表明,治療4周后,陽(yáng)性對(duì)照組及風(fēng)濕定膠囊治療組中滑膜組織增生、炎癥及大鼠足腫脹癥狀均較模型組有顯著改善。且風(fēng)濕定膠囊中、高劑量組中滑膜組織細(xì)胞形態(tài)恢復(fù)規(guī)則,僅存在少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),且滑膜組織僅輕度增生,血管無(wú)擴(kuò)張,接近空白組;隨風(fēng)濕定膠囊劑量的增加,大鼠足腫脹體積均逐漸減小,且中、高劑量組治療效果顯著優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照組 (P<0.05);隨風(fēng)濕定膠囊劑量的增加,關(guān)節(jié)滑膜組織中p-JAK3、p-STAT3的蛋白表達(dá)水平均逐漸下調(diào),且中、高劑量組下調(diào)效果顯著優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照組(P<0.05);提示風(fēng)濕定膠囊可能通過(guò)下調(diào)p-JAK3、p-STAT3蛋白蛋白的表達(dá)調(diào)控JAK/STAT信號(hào)通路,進(jìn)而改善RA的病癥。
綜上所述,風(fēng)濕定膠囊可能通過(guò)下調(diào)p-JAK3、p-STAT3蛋白的表達(dá),參與JAK/STAT信號(hào)通路的調(diào)控,進(jìn)而發(fā)揮對(duì)RA的治療作用。但具體的信號(hào)調(diào)控機(jī)制有待于進(jìn)一步深入研究及大量臨床研究進(jìn)行驗(yàn)證。