李 楠,柳越冬,王長洪,崔世超,張曉明
(1. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,遼寧 沈陽 110032;2. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床學(xué)院,遼寧 沈陽 110101;3. 沈陽軍區(qū)總醫(yī)院中醫(yī)科,遼寧 沈陽 110016)
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)是一種特發(fā)于結(jié)腸和直腸黏膜或黏膜下層的一種邊界清楚的炎性反應(yīng)性疾病,其與克羅恩病(crohn disease, CD)共屬炎性腸病(inflammatory bowel disease, IBD),其臨床表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、里急后重、黏液膿血便等,發(fā)病機制尚未明了[1]。目前,臨床中治療UC主要以水楊酸制劑和糖皮質(zhì)激素為主,代表藥物有美沙拉嗪和柳氮磺吡啶等,但是毒副作用較大,無法長期用于治療[2],中醫(yī)藥治療本病有著一定優(yōu)勢。在課題組前期研究證實,含有中藥青黛所組成的優(yōu)化潰結(jié)方對治療UC模型大鼠具有一定的療效[3]。靛玉紅為中藥青黛的主要有效成分,已被證實對腫瘤細胞及耐藥腫瘤細胞有殺傷作用[4]。本實驗擬觀察靛玉紅對UC模型大鼠的治療效果,通過其對UC模型大鼠疾病活動指數(shù)(disease activity index, DAI)評分、結(jié)腸組織病理學(xué)切片、轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)水平,以及大鼠結(jié)腸組織中腸三葉因子(intestinal trefoil factor, ITF)mRNA表達的影響,驗證靛玉紅對UC模型大鼠的療效,并對其作用機制進行初步探討。
1.1實驗動物清潔級SD大鼠48只,♂,體質(zhì)量(200±20)g,購自遼寧省實驗動物資源中心,合格證號:SCXK(遼)2015-0001。
1.2藥物與試劑靛玉紅,每瓶20 mg,純度≥98.0%,北京索萊寶科技有限公司,批號:NO.1221A022;柳氮磺吡啶腸溶片(sulfasalazine tablets, SASP),每片0.25 g,上海福達制藥有限公司,批號:H31020840;大鼠TGF-β1 ELISA試劑盒,上海朗頓生物技術(shù)有限公司,批號:20170302JG;Easy Pure?RNA Kit(批號:#L10322)、Trans Script?One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix(批號:#L10303),均購自北京全式金生物技術(shù)有限公司;PCR引物由英濰捷基貿(mào)易有限公司合成。
1.3儀器冷凍離心機(美國科峻儀器公司);DYY-6C電泳儀(北京六一儀器廠);二氧化碳培養(yǎng)箱(北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司);UV-1750紫外分光光度計(日本島津公司);TP600 PCR儀(日本TaKaRa公司);凝膠成像系統(tǒng)(杭州朗基科學(xué)儀器有限公司);SUNRISE酶標儀(瑞士TECAN公司)。
2.1實驗分組將48只清潔級SD大鼠,采用隨機數(shù)字表法,按體質(zhì)量隨機分為4組,分別為正常組、模型組、SASP組、靛玉紅組,每組12只。
2.2UC模型的制備大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d,正常進食、進水,保持飼養(yǎng)環(huán)境適宜。禁食、不禁水24 h。除正常組大鼠外,其余大鼠均采用5%三硝基苯磺酸(trinitrobenzene sulfonic acid, TNBS)的造模方法:異戊巴比妥麻醉大鼠后,將鈍頭導(dǎo)管從肛門插至距肛門8 cm處,按80 mg·kg-1TNBS(20 mg TNBS溶解于50%乙醇1 mL,4 mg·kg-1大鼠體質(zhì)量)緩慢灌腸。15 d后,再次給予30 mg·kg-1TNBS溶液(20 mg TNBS溶解于500 mL·L-1乙醇1 mL,1.5 mL·kg-1)灌腸,制備大鼠UC模型[5-6]。
2.3給藥藥物干預(yù)于造模后d 5開始,各組小鼠灌胃給藥7 d。參考《中藥藥理研究方法學(xué)》[7],根據(jù)人與大鼠的藥物劑量折算系數(shù),算出各組小鼠的給藥劑量,灌胃時根據(jù)小鼠體質(zhì)量給藥(40 mL·kg-1)。正常組及模型組:按40 mL·kg-1給予0.5%羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethylcellulose, CMC)灌胃;靛玉紅組:給予靛玉紅,劑量為9.64 mg·kg-1,溶于5% CMC溶液中;SASP組:劑量為每日292.86 mg·kg-1,片劑碾碎溶于5% CMC溶液中[8]。給藥期間各組小鼠自由進食、飲水。
2.4標本采集與DAI評分自實驗d 1開始,每日同一時間稱取各組大鼠體質(zhì)量,記錄其大便性狀,及大便隱血/肉眼血便狀況。大便隱血檢測運用便隱血檢測試紙(聯(lián)苯胺法):挑取少許糞便于濾紙上,加1%聯(lián)苯胺冰醋酸溶液1~2滴,加3% H2O21~2滴。加試劑后2 min試紙反應(yīng)區(qū)不顯色為隱血試驗陰性(-);加試劑10 s后,反應(yīng)區(qū)顯淺藍色,漸變藍色為隱血試驗陽性(+);加入試劑后反應(yīng)區(qū)初顯淺藍褐色,漸加深變明顯褐色為隱血試驗陽性();加入試劑后反應(yīng)區(qū)立即顯藍褐色為隱血試驗陽性()。根據(jù)文獻方法,對各組大鼠進行DAI評分[9]。
自給藥起d 7,各組大鼠用異戊巴比妥麻醉,開腹,在肛門1 cm以上取4~6 cm病變腸管組織,縱行剪開后,用4℃ 0.9%氯化鈉溶液沖洗,留取部分結(jié)腸組織。以濾紙吸干水分后,用4%多聚甲醛固定,以供制作病理切片,觀察各組大鼠腸黏膜的組織形態(tài)學(xué)變化。
2.5ELISA法檢測結(jié)腸組織TGF-β1水平取各組結(jié)腸組織100 mg,勻漿后取上清液,按照TGF-β1試劑盒說明書進行操作檢測。
2.6RT-PCR法檢測ITFmRNA表達取50 mg結(jié)腸組織剪碎,按照RNA提取試劑盒操作提取組織總RNA。立即進行cDNA第一鏈合成,反應(yīng)條件為25℃ 10 min,42℃ 30 min,85℃ 5 min,42℃ 1 min退火。產(chǎn)物cDNA于4℃保存,以待合成DNA。合成DNA反應(yīng)體系為:2×PCR Super Mix 12.5 μL,RNase Free H2O 8.5 μL,上游引物1 μL,下游引物1 μL(各引物序列見Tab 2),反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA 2 μL。反應(yīng)條件為:94℃ 30 s;58℃ 30 s,72℃退火30 s后,重復(fù)40個循環(huán)后,行電泳分析。以β-actin為內(nèi)參照,引物序列如下:β-actin上游引物5′-CCTGTGG-CATCCATGAAACTAC-3′,下游引物5′-CCAGGGC-AGTAATCTCCTTCTG-3′;ITF上游引物5′-TGGGTCCTCCTGCAAAGC-3′,下游引物5′-CATTTGGGATGCTGGAGTCA-3′。
2.7統(tǒng)計學(xué)方法統(tǒng)計學(xué)方法采用Graph Pad 7軟件,組間比較用單因素方差分析。
3.1靛玉紅對UC大鼠DAI評分的影響TNBS滲入大鼠腸腔后可引起結(jié)腸組織發(fā)生潰瘍、壞死,大鼠出現(xiàn)食欲減退、精神萎靡、毛發(fā)枯松無光澤、體質(zhì)量下降,并伴有腹瀉、血便等癥狀。如Fig 1所示,與模型組比較,靛玉紅組及SASP組DAI評分明顯下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。
Fig 1 Effect of indirubin on DAI score of UC
##P<0.01vsnormal;**P<0.01vsmodel
3.2靛玉紅對UC大鼠結(jié)腸組織病理學(xué)HE染色的影響對大鼠結(jié)腸組織進行HE染色,如Fig 2所示,正常組大鼠結(jié)腸黏膜上皮完整,結(jié)構(gòu)清晰,腺體排列規(guī)則,固有層內(nèi)杯狀細胞豐富,未見炎癥細胞浸潤;模型組大鼠結(jié)腸隱窩細胞丟失,炎癥細胞浸潤深入黏膜肌層;經(jīng)靛玉紅及陽性藥物SASP干預(yù)后,UC模型大鼠結(jié)腸中性粒細胞及淋巴細胞浸潤較模型組少,可見少量腺管扭曲。
3.3靛玉紅對UC模型大鼠TGF-β1水平的影響對各組大鼠結(jié)腸組織TGF-β1水平進行測定,如Fig 3所示,與模型組比較,靛玉紅組及SASP組TGF-β1水平均明顯下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。
3.4靛玉紅對UC模型大鼠ITFmRNA水平的影響如Fig 4所示,與模型組比較,ITF mRNA的相對表達量在靛玉紅組及SASP組中均有明顯升高(P<0.01)。
Fig 2 Representative HE-stained colon sections(×100)
Fig 3 Changes of colonic tissue levels
##P<0.01vsnormal;**P<0.01vsmodel
UC屬于中醫(yī)學(xué)“泄瀉”、“休息痢”、“腸澼”等范疇,其發(fā)病機制尚不十分明確,有報道稱可能是由于促炎性因子增多和抗炎性因子減少所導(dǎo)致[10]。而目前對于本病的研究熱點也集中在抑制炎癥因子釋放,從而達到減輕炎癥的目的[11]。
UC發(fā)生時,常伴炎性因子水平的升高,研究顯示,直腸黏膜TGF-β1水平與UC患者疾病活動性呈正相關(guān)[12]。TGF-βl是一種通過免疫和非免疫細胞產(chǎn)生的細胞因子,具有廣泛的作用,其控制著免疫細胞的分化、增殖、激活、創(chuàng)傷修復(fù)、血管生成,而且與免疫異常有關(guān),如腫瘤、自身免疫性疾病、IBD等[13]。因此,TGF-β1 常作為評價UC炎癥程度的重要指標。ITF是三葉因子家族(trefoil factor family,TFF)成員之一,具有黏膜保護、修復(fù)、抑制炎癥介質(zhì)反應(yīng)、調(diào)節(jié)細胞免疫和細胞凋亡等功能。它由腸黏膜上皮杯狀細胞分泌,廣泛存在于胃腸道,具有特征性的三葉結(jié)構(gòu),被認為是內(nèi)源性具有抗凋亡特性的肽類物質(zhì)[14-15],在腸道的自我保護和損傷后修復(fù)中占有重要地位。
Fig 4 Changes of colonic tissue expressionof ITF mRNA in
#P<0.05vsnormal;**P<0.01vsmodel
本研究顯示,靛玉紅有明顯的抑制炎癥的作用,能夠有效降低DAI評分,明顯改善UC大鼠癥狀,減輕UC大鼠模型受損腸組織的炎性反應(yīng)。在對結(jié)腸的HE染色病理觀察中,靛玉紅可明顯減少炎癥細胞,表明靛玉紅對UC有治療作用。與模型組比較,靛玉紅可以降低TGF-β1水平,提高ITF mRNA表達,說明靛玉紅可以降低UC大鼠炎癥水平,其抑制UC大鼠炎癥的可能原因是抗細胞凋亡,而其抗細胞凋亡的具體途徑有待進一步研究。
(致謝:本實驗主要在遼寧省現(xiàn)代中藥研究工程實驗室完成,感謝遼寧中醫(yī)藥大學(xué)孟憲生教授的悉心教誨。)