江 雪,楊富金,錢思宇,劉德明,史丙俊
(重慶市中醫(yī)院/重慶市第一人民醫(yī)院皮膚科,重慶 400011)
特應(yīng)性皮炎(AD)是一種慢性復(fù)發(fā)性、瘙癢性、炎癥性皮膚疾病,其發(fā)病率有逐年增高趨勢。在西方國家,AD 已經(jīng)成為兒童的主要易患疾病,給患兒的家庭和衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)帶來了巨大的經(jīng)濟負擔(dān)[1]。AD為多因素、多環(huán)節(jié)、多途徑共同作用的一種多基因疾病,發(fā)病機制主要涉及遺傳、免疫及環(huán)境3個方面,具體的致病機制尚不完全明確[2-3]。一方面,皮膚屏障功能的改變會對微生物定植的種類和數(shù)量產(chǎn)生影響,另一方面,定植在皮膚表面的微生物可通過多種途徑誘發(fā)炎性反應(yīng)并進一步破壞皮膚屏障,二者相互影響、共同參與AD的免疫炎性反應(yīng)過程[4-5]。祛風(fēng)除濕方由防風(fēng)、荊芥、白鮮皮、生地、甘草組成,具有抗炎和抗過敏作用。本研究通過動物實驗,對AD小鼠使用祛風(fēng)除濕方進行治療,探討其對AD炎性反應(yīng)和皮膚屏障功能的影響,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。
1.1標(biāo)本來源 SPF級6~8周齡雌性Balb/c小鼠20只,體質(zhì)量(17±3)g,由重慶醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心提供,于重慶市口腔醫(yī)院中心實驗室動物實驗中心25 ℃恒溫、封閉、SPF清潔級飼養(yǎng)。
1.2儀器與試劑 AIRTECH超凈工作臺(蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司),離心機、流式細胞儀(艾森生物杭州有限公司),CK-MPA10多功能皮膚測試儀(德國CK公司);小鼠白細胞介素(IL)-4酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(武漢華美生物有限公司),小鼠IL-6 ELISA試劑盒(武漢華美生物有限公司),小鼠血清免疫球蛋白E(IgE) ELISA試劑盒(美國R&D公司),小鼠干擾素-γ(IFN-γ) ELISA試劑盒(美國R&D公司);腫瘤壞死因子-α(TNF-α)單克隆抗體(美國santa cruz公司),IL-1β單克隆抗體(美國santa cruz公司),凋亡相關(guān)的半胱氨酸肽酶14(Caspase-14)單克隆抗體(美國santa cruz公司)。
1.3治療藥物 祛風(fēng)除濕方:防風(fēng)12 g、荊芥10 g、白鮮皮12 g、生地12 g、甘草6 g;蒸餾水600 mL浸泡3 h,高火煎煮至沸騰后改為溫火煎煮至中藥液濃縮為400 mL,然后再采用蒸餾法濃縮為260 mg/mL,用高溫蒸汽法滅菌后于4 ℃保存?zhèn)溆谩5厝姿桑簩?片劑量為0.75 mg的地塞米松溶于28.8 mL蒸餾水中制成地塞米松懸液,于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.4方法
1.4.1動物分組 將20只小鼠采用隨機數(shù)字表法分為4組,分別為對照組、模型組、地塞米松組、祛風(fēng)除濕方組,每組5只。
1.4.2模型制備 4組小鼠均背部剃毛(3×3)cm。 除對照組外,其他3組分別在實驗第1天、第4天、第8天、第11天給予1%的二硝基氯苯(DNCB)100 μL刺激耳部,分別在第15天、第18天、第21天、第25天、第28天給予0.5% 的DNCB 100 μL刺激背部剃毛區(qū)域。同時,從第15天開始,對照組和模型組每天給予2次0.3 mL雙蒸水灌胃;祛風(fēng)除濕方組給予7.83 g/(kg·d)祛風(fēng)除濕方灌胃;地塞米松組給予0.59 mg/(kg·d)地塞米松懸液灌胃。實驗持續(xù)至第29天時結(jié)束,實驗前及實驗后測量小鼠體質(zhì)量,并觀察小鼠一般情況。
1.4.3皮膚搔抓次數(shù) 分別在第8天、第15天、第21天和第28天時于DNCB刺激30 min后統(tǒng)計4組小鼠搔抓剃毛區(qū)域的次數(shù),統(tǒng)計時間為10 min,單次反復(fù)搔抓計為1次。
1.4.4經(jīng)皮水分流失(TWEL)檢測 平展小鼠背部剃毛區(qū)域,使用Tewameter TM300探頭輕觸小鼠皮膚,待檢測曲線穩(wěn)定后繼續(xù)檢測30 s,然后讀取數(shù)值,每只小鼠檢測3次,取平均值。
1.4.5皮膚組織切片HE染色 取小鼠剃毛區(qū)域皮膚組織置于10%多聚甲醛中固定過夜,將標(biāo)本脫水、石蠟包埋、切片、脫蠟、HE染色,鏡下觀察。
1.4.6免疫組織化學(xué)法檢測皮膚組織中TNF-α表達水平 石蠟切片進行脫蠟,3%過氧化氫滅活內(nèi)源性過氧化物酶后微波抗原修復(fù),參照免疫組織化學(xué)法試劑盒說明書進行檢測。
1.4.7Western blot檢測皮膚組織中TNF-α、IL-1β、Caspase-14表達水平 收集小鼠剃毛區(qū)域皮膚組織,提取蛋白進行檢測。按照Western blot步驟進行電泳、轉(zhuǎn)膜;1∶200的TNF-α單克隆抗體、1∶250的IL-1β單克隆抗體、1∶50的Caspase-14單克隆抗體和1∶1 000的β-actin一抗孵育過夜;第2天用磷酸鹽緩沖液洗膜(洗3次,每次5 min);二抗室溫孵育1 h;配制化學(xué)發(fā)光液,將膜浸泡于發(fā)光液中1 min,置于成像儀中自動曝光;采用ImageJ軟件分析目的蛋白與內(nèi)參的比值,即為相對表達水平。
1.4.8ELISA檢測血漿IL-4、IL-6、IgE、IFN-γ表達水平 采用ELISA進行檢測,操作過程嚴(yán)格參照試劑盒說明書進行。
1.4.9實時熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測 脾組織中IL-17A、維甲酸相關(guān)孤核受體γt(RORγt)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、叉狀頭/翅膀狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(Foxp3)表達水平采用qRT-PCR檢測,取小鼠脾組織,進行研磨,收集脾細胞,提取mRNA,反轉(zhuǎn)錄后進行qRT-PCR,引物序列見表1。反應(yīng)條件:95 ℃ 30 s,95 ℃ 5 s,60 ℃ 30 s,共40個循環(huán)。分析數(shù)據(jù),結(jié)果采用相對定量法2-ΔΔCt計算。
表1 引物序列
2.14組小鼠造模區(qū)域皮膚情況比較 除對照組外,其他3組小鼠造模區(qū)域表現(xiàn)為紅斑、稍有水腫,伴有糜爛、結(jié)痂,皮膚表面粗糙,覆以少許糠秕樣鱗屑;經(jīng)藥物治療后,祛風(fēng)除濕方組、地塞米松組小鼠造模區(qū)域癥狀明顯改善,紅斑面積、點狀滲出減少,皮膚彈性恢復(fù)。 4組不同時間點搔抓次數(shù)比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);除對照組外,同一組小鼠不同時間點搔抓次數(shù)比較,差異也均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),其中地塞米松組與祛風(fēng)除濕方組第21天、28天時搔抓次數(shù)與模型組比較明顯減少(P<0.05),見表2。4組造模區(qū)域TWEL比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),與對照組比較,模型組TWEL明顯升高(P<0.05);與模型組比較,地塞米松組與祛風(fēng)除濕方組TWEL明顯降低(P<0.05);地塞米松組與祛風(fēng)除濕方組TWEL比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見圖1。
表2 4組不同時間點搔抓次數(shù)比較次)
注:與對照組比較,#P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
2.24組小鼠皮膚組織典型病理改變 HE染色200倍鏡下觀察,模型組皮膚組織棘層增厚,表皮突明顯延長,并有角化過度及角化不全,在表皮內(nèi)有輕度的細胞間水腫,真皮上部顯示輕度血管周圍炎性反應(yīng)浸潤,以淋巴細胞居多,毛細血管數(shù)目增多,內(nèi)皮細胞腫脹、增多。地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組經(jīng)藥物治療后可見皮膚表皮棘層變薄,角質(zhì)層變薄,真皮層炎癥細胞減少,皮膚炎性反應(yīng)得到緩解,見圖2。
2.34組小鼠皮膚組織中TNF-α、IL-1β、Caspase-14的表達情況 與對照組比較,模型組TNF-α、IL-1β表達水平明顯升高(P<0.05);與模型組比較,祛風(fēng)除濕方組TNF-α、IL-1β表達水平明顯降低(P<0.05),地塞米松組TNF-α表達水平明顯降低(P<0.05),見圖3A、3B。模型組Caspase-14表達水平明顯低于對照組、地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組(P<0.05),見圖3C。免疫組織化學(xué)法檢測TNF-α的結(jié)果顯示,對照組TNF-α染色面積較小,染色較弱,僅在真皮淺層有少量表達;模型組真皮層可見大量TNF-α表達,染色深;經(jīng)藥物治療后,地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組真皮層TNF-α染色面積縮小,見圖4。
注:A為對照組;B為模型組;C為地塞米松組;D為祛風(fēng)除濕方組。
注:A為對照組TNF-α表達情況;B為模型組TNF-α表達情況;C為地塞米松組TNF-α表達情況;D為祛風(fēng)除濕方組TNF-α表達情況。
2.44組IL-4、IL-6、IFN-γ及IgE表達水平比較 與對照組比較,模型組IgE、IL-4、IL-6表達水平明顯升高(P<0.05),IFN-γ表達水平明顯降低(P<0.05);與模型組比較,地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組IgE、IL-4、IL-6表達水平明顯降低(P<0.05),IFN-γ表達水平明顯升高(P<0.05);地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組IgE、IL-4、IL-6、IFN-γ表達水平比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見圖5。
2.54組IL-17A、RORγt、Foxp3、TGF-β表達水平比較 與對照組比較,模型組IL-17A、RORγt表達水平明顯降低(P<0.05),F(xiàn)oxp3、TGF-β表達水平明顯升高(P<0.05);與模型組比較,地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組IL-17A、RORγt表達水平明顯升高(P<0.05),F(xiàn)oxp3、TGF-β表達水平明顯降低(P<0.05);地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組IL-17A、RORγt、Foxp3、TGF-β表達水平比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見圖6。
注:A為4組IgE表達水平比較;B為4組IL-4表達水平比較;C為4組IL-6表達水平比較;D為4組IFN-γ表達水平比較;與對照組比較,#P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
注:A為4組IL-17A表達水平比較;B為4組RORγt表達水平比較;C為4組Foxp3表達水平比較;D為4組TGF-β表達水平比較;與對照組比較,#P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
AD發(fā)病原因復(fù)雜,與皮膚屏障的破壞、免疫失調(diào)導(dǎo)致皮膚炎性反應(yīng)等均相關(guān)。反復(fù)發(fā)作的劇烈瘙癢和皮疹是AD的主要臨床表現(xiàn)。地塞米松是臨床上用于治療AD急性發(fā)作的藥物,對急性期瘙癢有較好的控制效果,但長期使用會出現(xiàn)明顯的免疫抑制作用,因此臨床上僅將其用于短期控制病情,在患者好轉(zhuǎn)后均及時減量或停藥。中藥被用于治療AD歷史悠久,尤其是在預(yù)防疾病復(fù)發(fā),保持長期緩解和減輕病情方面有較多優(yōu)勢。
祛風(fēng)除濕方由防風(fēng)、荊芥、白鮮皮、生地、甘草組成。方中白鮮皮苦寒,用以清熱燥濕、解毒祛風(fēng);荊芥、防風(fēng)祛風(fēng)解表,透疹止癢;三藥合用,可燥濕、祛風(fēng)、止癢。此外,防風(fēng)、荊芥含多種化學(xué)成分,具有抗炎和抗過敏作用,能抑制DNCB所致的遲發(fā)型超敏反應(yīng)。甘草、白鮮皮也具有抗炎作用[6]。在皮膚屏障修復(fù)方面,本研究對藥物治療前后小鼠皮膚屏障功能進行觀察,發(fā)現(xiàn)經(jīng)祛風(fēng)除濕方治療的小鼠皮膚水分流失和瘙癢情況得到明顯改善,且治療效果與地塞米松相仿。進一步研究發(fā)現(xiàn),與模型組比較,皮膚屏障修復(fù)相關(guān)的重要蛋白Caspase-14在祛風(fēng)除濕方組中的表達水平明顯升高。Caspase-14的分布具有皮膚特異性,主要參與表皮細胞的終末分化和皮膚屏障的形成,故考慮祛風(fēng)除濕方對AD的治療作用可能與其能夠增加Caspase-14的表達相關(guān)。
AD作為一種過敏性皮膚疾病,對環(huán)境抗原的高度敏感性可能導(dǎo)致IgE合成增加,IgE的合成增加與皮膚損傷的嚴(yán)重程度有一定關(guān)聯(lián)。研究表明,IgE水平升高可引起皮膚的急、慢性炎性反應(yīng),血清總IgE水平升高是AD的重要標(biāo)志,并且與Th1、Th2細胞失衡相關(guān)[7]。 Th1細胞主要分泌IFN-γ,介導(dǎo)細胞免疫;Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5等,介導(dǎo)體液免疫。本研究結(jié)果顯示,與模型組比較,祛風(fēng)除濕方組IgE、IL-4表達水平明顯降低,IFN-γ表達水平明顯升高,提示祛風(fēng)除濕方可以降低機體的過敏反應(yīng),調(diào)節(jié)Th1、Th2細胞系統(tǒng)平衡。IL-6是炎性反應(yīng)中重要的前炎癥因子,介導(dǎo)炎性反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展,經(jīng)祛風(fēng)除濕方治療后的小鼠IL-6表達水平明顯降低,提示祛風(fēng)除濕方可以有效控制炎性反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展。此外,地塞米松組和祛風(fēng)除濕方組IgE、IL-4、IL-6、IFN-γ表達水平比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),提示在控制AD的炎性反應(yīng)、過敏反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié)上,地塞米松和祛風(fēng)除濕方的治療效果無明顯差異。
IL-1β是IL-1家族成員,也是重要的促炎因子,IL-1的活性主要由IL-1β介導(dǎo)。當(dāng)機體受到過敏原刺激后可分泌大量的IL-1β,導(dǎo)致TNF-α的分泌增加,參與AD的發(fā)生、發(fā)展。TNF-α是一種多向性的促炎因子,由多種細胞分泌,可刺激單核-巨噬細胞進一步分泌IL-1β,促進炎性反應(yīng)的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示,與模型組比較,祛風(fēng)除濕方組IL-1β和TNF-α表達水平明顯降低,提示祛風(fēng)除濕方可以有效控制炎性反應(yīng)的發(fā)生,緩解AD的臨床癥狀,改善皮損情況。
AD在免疫失調(diào)方面主要表現(xiàn)為Th1、Th2細胞系統(tǒng)失衡。既往研究表明,Th2細胞的異常表達是AD的一個重要發(fā)病因素,但是在亞洲人群中,Th17細胞合并Th2細胞的異常表達更為突出[8]。Th17細胞通過分泌TNF-α、IL-17、IL-21、IL-22等細胞因子發(fā)揮生理和病理作用,可介導(dǎo)炎性反應(yīng)、自身免疫性疾病、腫瘤和移植物抗宿主反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展[9-10]。IL-17是Th17細胞分泌的主要效應(yīng)因子,可參與炎性反應(yīng)相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展過程,其主要類型包括IL-17A和IL-17F。本研究中,與對照組比較,模型組IL-17A表達水平降低,提示Th17細胞在AD發(fā)生時處于一種抑制狀態(tài),IL-17A分泌減少。既往研究表明,Th17細胞的異常表達是AD的發(fā)病機制之一[11-12]。IL-17可通過刺激上皮細胞、成纖維細胞,參與AD的皮膚重塑過程[13-14];AD病程發(fā)展為慢性時,Th17細胞又可分泌IL-17,對患者的皮膚屏障進行修復(fù)[15]。本研究中,與模型組比較,祛風(fēng)除濕方組IL-17A表達水平升高,提示祛風(fēng)除濕方可能通過調(diào)節(jié)IL-17A的表達水平來進行皮膚屏障修復(fù),改善皮損情況。IL-17A和IL-17F在過敏反應(yīng)中發(fā)揮的作用可能略有不同,而IL-17F的作用還需進一步研究證實。
TGF-β參與誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞的產(chǎn)生和增殖,介導(dǎo)免疫抑制作用;AD患者外周血Foxp3、RORγt mRNA水平及血清中相應(yīng)細胞因子水平發(fā)生變化參與了AD的發(fā)生、發(fā)展[10-11];在TGF-β單獨作用下,初始CD4+T細胞中Foxp3和RORγt均表達增加。本研究中,與對照組比較,模型組RORγt表達水平降低,F(xiàn)oxp3、TGF-β表達水平升高;與模型組比較,祛風(fēng)除濕方組RORγt表達水平升高,F(xiàn)oxp3、TGF-β表達水平降低。提示祛風(fēng)除濕方可能是通過調(diào)控RORγt、FoxP3、TGF-β的表達而達到免疫調(diào)節(jié)的作用。
祛風(fēng)除濕方治療AD的效果較好,與地塞米松無明顯差異,能有效減輕患處皮膚水分流失,減少瘙癢,修復(fù)皮膚屏障,其作用機制可能與調(diào)節(jié)免疫、控制炎性反應(yīng)等有關(guān)。