孫中美 丁龐華 王文婷 史 瑞 裴文靜 郭 一 謝添弘 姜 慧 石 磊 原文靜 毛堂友 △ 指導(dǎo) 李軍祥
(1.北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院,北京 100078;2.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 100029;3.北京市羊坊店醫(yī)院,北京 100038;4.北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門(mén)醫(yī)院,北京 100700)
潰瘍性結(jié)腸炎(UC)是炎癥性腸病的一種,主要表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、黏液膿血便等,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1]。目前UC的發(fā)病機(jī)制尚不清楚,最新研究顯示,miR-675-5p/維生素D受體(VDR)信號(hào)通路失調(diào),造成腸黏膜屏障功能受損及腸黏膜免疫紊亂,是導(dǎo)致UC發(fā)病的主要機(jī)制之一[2]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),清腸溫中方能夠明顯改善UC患者的臨床癥狀,抑制炎癥反應(yīng),修復(fù)腸黏膜損傷,但具體機(jī)制不明[3]。因此,本研究將從miR-675-5p/VDR信號(hào)通路入手,進(jìn)一步探討清腸溫中方治療UC的作用機(jī)制?,F(xiàn)報(bào)告如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 24只健康SPF級(jí)SD雄性大鼠,體質(zhì)量(180±220) g,購(gòu)自斯貝福(北京)生物技術(shù)有限公司,許可證號(hào):SCXK(京)2016-0002,飼養(yǎng)于北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院動(dòng)物房。12 h光照/黑夜循環(huán),溫度20~24℃,濕度50%~60%;自由飲食飲水飼養(yǎng)。
1.2 藥物 清腸溫中方配方顆粒:黃連6 g,炮姜10 g,三七 6 g,青黛 6 g,地榆炭 15 g,苦參 15 g,木香 6 g,炙甘草6 g。由北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院配方顆粒藥房統(tǒng)一購(gòu)于北京康仁堂藥業(yè)有限公司。
1.3 試劑與儀器 葡聚糖硫酸鈉(MW36-50KDa;MP Biomedical,Burlingame,CA,USA),便潛血試紙(珠海貝索生物技術(shù)有限公司);ZO-1抗體 (Santa cruz,SC-8146),Occludin 抗體(Abcam,Ab31721)。
1.4 分組、造模及標(biāo)本采集 動(dòng)物模型的建立方法如前期研究[4-5],所有大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后,稱取體質(zhì)量,按照隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠隨機(jī)等分為3組:空白組、模型組、清腸溫中方組??瞻捉M自由飲用去離子水同時(shí)予去離子水灌胃;模型組和清腸溫中方組自由飲用4.5%DSS溶液制備UC模型,同時(shí)模型組給予去離子水,清腸溫中方組予清腸溫中方灌胃7 d。每日稱取大鼠體質(zhì)量,觀察大便性狀,檢測(cè)便潛血,計(jì)算疾病活動(dòng)指數(shù)。干預(yù)結(jié)束后,禁食不禁水24 h后麻醉大鼠,取血及結(jié)腸組織,-80℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.5 結(jié)腸miR-675-5p表達(dá)檢測(cè) 按照TRIzol Regent說(shuō)明書(shū)提取RNA。miR-675-5p的逆轉(zhuǎn)錄引物為5′-GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTG GATACGACCAGTGTGC-3′。逆轉(zhuǎn)錄條件為42℃,60min,72℃5 min。逆轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)miR-675-5p的表達(dá),以U6作為內(nèi)參,引物序列見(jiàn)表1,采用2-△△CT法進(jìn)行數(shù)據(jù)的相對(duì)定量分析。
表1 miR-675-5p及U6基因序列引物
1.6 結(jié)腸 VDR mRNA、孤核受體(RORγt) mRNA、叉頭蛋白P3(Foxp3)mRNA的表達(dá)檢測(cè) 提取結(jié)腸組織樣本的總RNA,逆轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行PCR擴(kuò)增,PCR產(chǎn)物經(jīng)電泳后, 采用 2-△△CT法進(jìn)行 VDR mRNA、RORγt mRNA、Foxp3 mRNA的相對(duì)定量分析。VDR mRNA、RORγt mRNA、Foxp3 mRNA 的引物如表2。
表 2 VDR、RORγt、Foxp3 基因序列引物
1.7 ELISA檢測(cè)血清白細(xì)胞介素-10(IL-10)、白細(xì)胞介素-17(IL-17)的表達(dá) 應(yīng)用大鼠IL-10、IL-17酶聯(lián)免疫試劑盒檢測(cè)大鼠血清IL-10、IL-17的濃度。
1.8 免疫組織化學(xué)檢測(cè)結(jié)腸ZO-1、Occludin的表達(dá)4 μm厚石蠟切片經(jīng)過(guò)脫蠟、復(fù)水、高壓修復(fù)、封閉后,加入一抗(ZO-1抗體濃度1∶500,Occludin抗體濃度1∶500)、二抗,經(jīng)過(guò)顯色、復(fù)染、脫水、封片后,200 倍鏡視野下采集圖片,Image pro plus 6.0軟件分析圖像,計(jì)算光密度和染色區(qū)域總面積,用平均光密度(IOD/area)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,符合正態(tài)分布且方差齊進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),不符合正態(tài)分布或方差不齊進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠結(jié)腸miR-675-5p、VDR mRNA的比較見(jiàn)表3??瞻捉M第8號(hào)大鼠在實(shí)驗(yàn)第3天不明原因死亡,其余大鼠均耐受實(shí)驗(yàn)干預(yù)措施,直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。模型組大鼠結(jié)腸組織miR-675-5p的表達(dá)水平顯著升高(P<0.01),VDR mRNA 的表達(dá)水平顯著降低(P<0.05)。與模型組比較,清腸溫中方組大鼠結(jié)腸組織miR-675-5p的表達(dá)水平顯著降低 (P<0.05),VDR mRNA的表達(dá)水平顯著升高(P<0.05)。
表3 各組大鼠結(jié)腸miR-675-5p、VDR mRNA的比較(±s)
表3 各組大鼠結(jié)腸miR-675-5p、VDR mRNA的比較(±s)
與空白組比較,△P<0.05,△△P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01。下同
組別 n miR-675-5p VDR mRNA空白組 7 1.762±0.577 4.173±1.600模型組 8 3.182±0.907△△ 2.570±0.924△清腸溫中方組 8 1.832±0.853* 3.973±1.217*
2.2 各組大鼠結(jié)腸 RORγt mRNA、Foxp3 mRNA的比較 見(jiàn)表4。與空白組比較,模型組大鼠結(jié)腸組織RORγt mRNA的表達(dá)水平明顯增高 (P<0.05),而Foxp3 mRNA的表達(dá)水平顯著降低(P<0.05)。與模型組比較,清腸溫中方組大鼠結(jié)腸的RORγt mRNA的表達(dá)水平明顯降低(P<0.05),而Foxp3 mRNA的表達(dá)水平顯著升高(P<0.01)。
表4 各組大鼠結(jié)腸RORγt mRNA、Foxp3 mRNA的比較(±s)
表4 各組大鼠結(jié)腸RORγt mRNA、Foxp3 mRNA的比較(±s)
組 別 n RORγt mRNA Foxp3 mRNA空白組 7 1.122±0.387 1.216±0.563模型組 8 1.756±0.415△ 0.592±0.210△清腸溫中方組 8 1.150±0.306* 1.434±0.496**
2.3 各組大鼠血清IL-10、IL-17的比較 見(jiàn)表5。與空白組比較,模型組大鼠血清IL-10明顯降低 (P<0.01),而血清IL-17明顯升高(P<0.05)。清腸溫中方干預(yù)后,血清IL-10明顯升高(P<0.05),而血清IL-17明顯降低(P<0.05)。
表5 各組大鼠結(jié)腸血清IL-10、IL-17的比較(pg/mL,±s)
表5 各組大鼠結(jié)腸血清IL-10、IL-17的比較(pg/mL,±s)
組 別 n IL-10 IL-17空白組 7 73.39±14.35 3.93±0.41模型組 8 43.90±8.91△△ 6.16±1.71△清腸溫中方組 8 62.30±13.79* 4.14±0.20*
2.4 各組大鼠結(jié)腸ZO-1、Occludin的比較 空白組大鼠結(jié)腸組織中的ZO-1、Occludin陽(yáng)性表達(dá)較多,模型組中ZO-1、Occludin陽(yáng)性表達(dá)區(qū)域明顯減少,經(jīng)過(guò)治療后,清腸溫中方組較模型組的表達(dá)相對(duì)增強(qiáng),其組織切片陽(yáng)性表達(dá)染色主要為深棕黃色或褐色,見(jiàn)圖1、圖2。與空白組比較,模型組ZO-1、Occludin的平均光密度明顯降低(P<0.05);清腸溫中方治療后,大鼠結(jié)腸的ZO-1、Occludin平均光密度較模型組顯著增加(P<0.05或P<0.01),見(jiàn)表 6。
表6 各組大鼠結(jié)腸ZO-1、Occludin的比較(±s)
表6 各組大鼠結(jié)腸ZO-1、Occludin的比較(±s)
組 別 n ZO-1平均光密度 Occludin平均光密度空白組 7 0.127±0.038 0.119±0.043模型組 8 0.076±0.044△ 0.082±0.023△清腸溫中方組 8 0.117±0.019* 0.117±0.014**
圖1 各組大鼠結(jié)腸ZO-1蛋白表達(dá)情況(IHC,200倍)
圖2 各組大鼠結(jié)腸Occludin蛋白表達(dá)情況(IHC,200倍)
UC是一種病變局限于黏膜及黏膜下層的結(jié)腸及直腸的慢性非特異性炎癥性疾病,典型的臨床癥狀為黏液膿血便,其病因尚不明確[6]。本病病程較長(zhǎng),在身體、心理以及經(jīng)濟(jì)方面均對(duì)患者造成巨大的壓力[7]。目前,UC的主要治療目的是誘導(dǎo)緩解、維持緩解以及防止復(fù)發(fā)等方面。西醫(yī)主要的治療方法有氨基水楊酸制劑、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑、微生物制劑以及生物制劑等,但是在臨床使用中存在各種問(wèn)題,如氨基水楊酸制劑存在藥物不良反應(yīng)明顯、療程長(zhǎng)等缺點(diǎn);糖皮質(zhì)激素易導(dǎo)致機(jī)會(huì)性感染及骨折風(fēng)險(xiǎn)升高,且存在藥物依賴及藥物抵抗的問(wèn)題;而免疫抑制劑以及生物制劑使用過(guò)后感染及腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)升高,且其目前尚在研究階段,療效及安全性尚不明確[8-11]。中醫(yī)藥辨證論治在UC的治療中因效果顯著、副作用小等優(yōu)勢(shì)取得了令人矚目的成就。
清腸溫中方是本文指導(dǎo),北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院李軍祥教授根據(jù)多年治療UC總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)方,主要組成為:黃連 6 g,炮姜 10 g,青黛 6 g,苦參 15 g,三七6 g,木香 6 g,地榆炭 15 g,炙甘草 6 g。本方以黃連、炮姜為君藥以清熱燥濕,溫脾止瀉;三七、苦參、青黛為臣藥以增強(qiáng)清熱燥濕之功,并兼化瘀止血之效;以木香、地榆炭為佐藥以行氣導(dǎo)滯、涼血止血;并以炙甘草為使藥以補(bǔ)益脾氣、調(diào)和諸藥。前期臨床、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[3-5]提示清腸溫中方治療UC療效顯著,并抑制腸道炎癥反應(yīng)修復(fù)腸黏膜損傷,但具體機(jī)制不明。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究清腸溫中方對(duì)DSS誘導(dǎo)UC大鼠Th17/Treg免疫平衡及腸黏膜屏障的影響,進(jìn)一步探究其治療UC的機(jī)制。
MiR-675-5p是長(zhǎng)鏈非編碼 RNA(lncRNA)H19的直接轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,由LncRNA H19第一外顯子區(qū)編碼生成的。LncRNA H19的高表達(dá)可以增加miR-675-5p的釋放量,而miR-675-5p可以通過(guò)和下游靶基因VDR mRNA的3’UTR以非完全匹配方式相結(jié)合,從而干擾和抑制VDR mRNA的翻譯,同時(shí)還可以通過(guò)使靶基因VDR mRNA脫腺苷酸化的作用,增強(qiáng)其對(duì)靶基因VDR mRNA的降解,從而降低VDR的表達(dá)[12-13]。
VDR是類固醇激素/甲狀腺激素受體超家族的一員,是一類配體依賴性的轉(zhuǎn)錄因子,在人體中廣泛表達(dá)于各類細(xì)胞。VDR一方面可特異性地與維生素D(VD)結(jié)合,調(diào)節(jié)其內(nèi)生維生素D的活化形式,即維生素D-1,25(OH)2D3的水平,改變上皮通透性,促進(jìn)腸黏膜屏障緊密連接蛋白ZO-1、Occludin等和黏附連接蛋白E-cadherin的表達(dá),從而增強(qiáng)腸壁的屏障功能;另一方面表達(dá)于CD4+T細(xì)胞上的VDR與VD特異性結(jié)合后,從而調(diào)控Th17/Treg免疫平衡,從而維持腸黏膜免疫穩(wěn)態(tài)[14-16]。
Th17/Treg免疫平衡的失調(diào)是UC發(fā)病的主要因素[17]。RORγt是促進(jìn)Th17細(xì)胞分化的特異性轉(zhuǎn)錄因子,可誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分泌IL-17等促炎因子,從而促進(jìn)腸道炎癥;Foxp3是Treg細(xì)胞的特性核轉(zhuǎn)錄因子,可調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的分化發(fā)育,誘導(dǎo)IL-10等抑炎因子的產(chǎn)生,二者保持動(dòng)態(tài)平衡,共同維持腸黏膜免疫穩(wěn)態(tài)[18-19]。當(dāng)二者的免疫平衡失調(diào)后,會(huì)導(dǎo)致Th17細(xì)胞分泌的IL-17等促炎因子的分泌增多,Treg細(xì)胞分泌的IL-10等抑炎因子的數(shù)量減少,最終引起腸黏膜免疫紊亂,導(dǎo)致UC 發(fā)生[20-21]。
因此,通過(guò)調(diào)控miR-675-5p/VDR信號(hào)通路修復(fù)UC大鼠腸黏膜屏障及調(diào)控Th17/Treg免疫平衡成為治療UC的新的方向。本次研究發(fā)現(xiàn),模型組大鼠結(jié)腸miR-675-5p、RORγt mRNA 及血清 IL-17的表達(dá)較空白組明顯增高,VDR mRNA、Foxp3 mRNA、ZO-1、Occludin、血清IL-10的表達(dá)較空白組明顯降低,提示miR-675-5p/VDR信號(hào)通路參與了UC的發(fā)病過(guò)程,而經(jīng)過(guò)清腸溫中方的干預(yù)后,大鼠結(jié)腸miR-675-5p、RORγt mRNA及血清IL-17的表達(dá)較模型組明顯降低, 而 VDR mRNA、Foxp3 mRNA、ZO-1、Occludin、血清IL-10的表達(dá)較模型組明顯升高,表明清腸溫中方可以通過(guò)降低miR-675-5p的表達(dá),靶向調(diào)控VDR信號(hào)通路,從而調(diào)控UC Th17/Treg免疫平衡、修復(fù)腸黏膜屏障損傷,達(dá)到治療UC的目的。
本次研究通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探討了miR-675-5p/VDR信號(hào)通路促進(jìn)大鼠UC發(fā)病的分子機(jī)制,對(duì)清腸溫中方治療UC的作用機(jī)制做了進(jìn)一步探討,但中藥治療疾病的機(jī)制往往是多方面的,更深、更廣的作用機(jī)制有待于更深層次的研究。