樸勇洙,張京,王欣波,任慧,齊堉潼,朱彬
(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040)
白塞氏病(Behcet's disease,BD)是以葡萄膜炎和結(jié)節(jié)性紅斑、生殖器潰瘍、復(fù)發(fā)性口腔潰瘍?yōu)橹饕R床特征, 并可累及胃腸道、心血管、神經(jīng)、血液等多系統(tǒng)損傷的慢性多系統(tǒng)血管炎。本病屬于免疫功能紊亂性疾病,患者往往對外界病原體的免疫反應(yīng)減弱,但是對于自身器官組織的免疫反應(yīng)卻表現(xiàn)為亢進(jìn)?,F(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)治療手段主要以服用非甾體抗炎藥、免疫制劑、糖皮質(zhì)激素, 但是因其停藥易再次發(fā)作,西醫(yī)無法徹底根除, 而中醫(yī)運(yùn)用中醫(yī)藥為治療手段取得較好的臨床療效。非甾體抗炎藥作為臨床上治療白塞氏病的藥物之一, 因患者長期服用而導(dǎo)致機(jī)體對該藥耐藥性的產(chǎn)生,是治療失敗的主要原因[1]。因此, 探索白塞氏病耐藥性的分子調(diào)控機(jī)制, 尋找有效的干預(yù)靶點(diǎn)可為提高白塞氏病治療效果產(chǎn)生積極影響。由于長期運(yùn)用三物黃芩湯治療白塞氏病患者效果顯著,為求進(jìn)一步探索其作用機(jī)制,設(shè)計(jì)課題研究三物黃芩湯對白塞氏病小鼠外周血炎癥因子及相關(guān)蛋白的影響。
選取雌性清潔級4~6周齡的BALB/c小鼠,體質(zhì)量(25±2)g,在室溫(22±2)℃,相對濕度55%~60%,安靜環(huán)境下適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。自由攝食,給予充足清潔飲水。
三物黃芩湯草藥黃芩6 g,苦參6 g,生地黃12 g,由黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心提供。
水平搖床(WD-9405B);電泳儀(DYY-7C);轉(zhuǎn)移槽(DYCZ-40D);雙垂直蛋白電泳儀(DYCZ-24DN);凝膠成像系統(tǒng)(WD-9413B型,北京六一)。微量移液器(Proline,蘇州BIOHIT公司);超純水系統(tǒng)(NW10LVF,香港Heal Force公司);超速冷凍離心機(jī)(H-2050R ,長沙湖南湘儀公司);酶標(biāo)儀(ELX-800,美國BIOTEK公司);電熱恒溫培養(yǎng)箱(DH36001B,天津泰斯特公司);倒置相差顯微鏡(型號IX53,日本OLYMPUS公司);CO2培養(yǎng)箱(型號HF-90,中國上海力申公司);超凈工作臺(型號SW-CJ-2FD,中國蘇州蘇凈安泰公司)。
全蛋白提取試劑盒(WLA019);全蛋白提取試劑盒(WLA019);BCA蛋白濃度測定試劑盒(WLA004);SDS-PAGE 凝膠快速制備試劑盒(WLA013);Western洗滌液(WLA025);SDS - PAGE電泳液(干粉)(WLA026);SDS-PAGE 蛋白上樣緩沖液(WLA005);ECL發(fā)光液(WLA003);p-STAT3(WLP2412);STAT3(WL03207);羊抗兔IgG-HRP(WLA023);內(nèi)參抗體 β-actin(WL01845,中國wanleibio公司),預(yù)染蛋白分子量標(biāo)準(zhǔn)(26616,加拿大Fermentas公司);PVDF膜(IPVH00010,美國Millipore公司);BSABS043(中國Biosharp公司);脫脂奶粉(Q/NYLB 0039S,中國伊利公司)。小鼠外周淋巴細(xì)胞分離液試劑盒(產(chǎn)品編號P8620,中國索萊寶公司);IFN-γELISA檢測試劑盒(產(chǎn)品編號SEA049Mu,中國武漢優(yōu)爾生科技股份有限公司);沙利度胺(產(chǎn)品編號T126856)、ionomycin(產(chǎn)品編號I139530,中國阿拉丁公司);PBS(產(chǎn)品編號P10033,中國雙螺旋公司);CD4-FITC(產(chǎn)品編號11-0042-81)、IFN-γ-PE(產(chǎn)品編號12-7311-81),(美國eBioscience公司);PMA(產(chǎn)品編號HY-18739,美國MCE公司);BrefeldinA(產(chǎn)品編號HY-16592,中國Aladdin公司)。
取中國對蝦蝦肉,去除其頭、尾、蝦線。蝦肉被置于緩沖液A(50 mmol/L KCl、2 mmol/L NaHCO3)溶液中,充分勻漿,4 ℃離心取沉淀,重復(fù)操作4次。預(yù)冷的丙酮洗滌沉淀,攪拌,將蝦肉中殘留的丙酮充分揮發(fā)。制備好的蝦肌肉丙酮粉被置于緩沖液B(20 mmol/L Tris-HCl、1 mol/L KCl、0.1 mmol/L DTT)中抽提過夜,4 ℃離心取上清。調(diào)節(jié)上清液的pH至4.5,并緩慢加入40%(NH4)2SO4溶液,充分?jǐn)嚢瑁? ℃離心取沉淀;取上清液再次加入40%(NH4)2SO4溶液,充分?jǐn)嚢瑁? ℃離心取沉淀。用緩沖液B分別溶解上述2次沉淀,沸水浴加熱10 min,冰上迅速冷卻,4 ℃離心,取其上清,得到提取中國對蝦原肌球蛋白液。將提取的中國對蝦原肌球蛋白液進(jìn)行SDS-PAGE蛋白純度鑒定,將蛋白分裝保存用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
BALB/c小鼠60只,分為空白組、模型組、沙利度胺組、三物黃芩湯各劑量組,每組10只。各組小鼠生活環(huán)境為12 h白12 h黑,溫度(22±1)℃,濕度45%~55%,自由進(jìn)食飲水。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后再建立模型,除空白組外,剩余各組小鼠于第7、14、21、28天腹腔注射(0.1 mL的弗氏佐劑和0.1 mL 12 mg/mL對蝦原肌球蛋白)濃度為6 mg/mL的過敏原,建立小鼠白塞氏病模型。
空白組小鼠給予同等體積的生理鹽水。沙利度胺組小鼠于第28天后腹腔注射75 mg/kg沙利度胺,1次/日,持續(xù)到第56天。三物黃芩湯低劑量治療組、中劑量治療組、高劑量治療組小鼠,1次/日灌胃三物黃芩湯(低劑量:1 g/kg、中劑量2 g/kg、高劑量4 g/kg)。模型組、沙利度胺組、三物黃芩湯低劑量治療組、三物黃芩湯中劑量治療組、三物黃芩湯高劑量治療組小鼠在第56天腹腔注射0.4 mL濃度為6 mg/mL的過敏原致敏激發(fā)。末次腹腔注射激發(fā)2 h后,摘眼取血一部分加肝素抗凝,一部分分離血清后儲存于-70 ℃超低溫冰箱,收集脾臟組織液氮凍存后轉(zhuǎn)入-70 ℃超低溫冰箱中保存,用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
向管內(nèi)加入外周血,搖勻,再加入等體積室溫PBS稀釋血液。向15 mL離心管內(nèi)放入等體積淋巴細(xì)胞分離液,傾斜試管,將稀釋后的血液沿試管壁緩慢加至分層液上面。將離心管置于水平式離心機(jī)內(nèi),18~20 ℃,2 000 rpm離心20 min。離心后,將吸管輕輕的插入灰白色層,小心的吸出PBMC。 轉(zhuǎn)入干凈離心管內(nèi),PBS清洗細(xì)胞2次。棄上清,以后續(xù)試驗(yàn)所需相應(yīng)液體質(zhì)量懸細(xì)胞。
Western blot檢測脾臟組織中STAT3及P-STAT3蛋白表達(dá)水平收集STAT3及P-STAT3,用總蛋白提取試劑盒提取總蛋白,BCA法檢測蛋白濃度后,用Western blot檢測STAT3及P-STAT3蛋白表達(dá)水平,取40 μg蛋白,經(jīng)10%SDS-PAGE電泳分離,電轉(zhuǎn)印至PVDF膜,封閉后加入一抗(β-actin antibody 1∶1 000,STAT3 1∶500,P-STAT3 1∶500),4 ℃搖床孵育過夜,加HRP標(biāo)記二抗(β-actin antibody 1∶5 000,STAT3 1∶5 000,P-STAT3 1∶5 000),孵育 1h,最后利用增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光液(enhanced chemiluminescence,ECL)顯色,在暗室曝光,凝膠圖象處理系統(tǒng)(Gel-Pro-Analyzer軟件)分析目標(biāo)條帶的光密度值,以觀察各組STAT3及P-STAT3蛋白表達(dá)水平。
將IFN-γ4 000 pg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品稀釋成1 000 pg/mL。稀釋后標(biāo)準(zhǔn)品濃度依次為:1 000 pg/mL,500 pg/mL,250 pg/mL,125 pg/mL,62.5 pg/mL,31.2 pg/mL,15.6 pg/mL。洗滌,加樣酶標(biāo)板加上覆膜,37 ℃溫育1 h,顯色,終止反應(yīng),測定進(jìn)行試驗(yàn),該操作嚴(yán)格按照IFN-γ試劑盒說明書進(jìn)行。
與空白組小鼠比較,模型組的炎癥因子水平明顯升高(P<0.01),表明白塞氏病小鼠的炎癥因子水平顯著升高。給予沙利度胺、三物黃芩湯后,與模型組相比小鼠的炎癥因子水平明顯降低 (P<0.01或P<0.05),但沙利度胺組與中藥高劑量組之間小鼠的炎癥因子水平無顯著差異(P>0.05)見表1。
表1 各組小鼠炎癥因子水平比較
與空白組相比,模型組小鼠的P-STAT3蛋白含量明顯升高(P<0.01);而給予沙利度胺、三物黃芩湯后,與模型組相比小鼠的P-STAT3蛋白明顯降低(P<0.01或P<0.05)。但沙利度胺組和中藥高劑量組P-STAT3蛋白含量比較無顯著性差異(P>0.05)。見圖1、表2。
注:A:空白組;B:模型組;C:沙利度胺組;D:三物黃芩湯低劑量治療組;E:三物黃芩湯中劑量治療組;F:三物黃芩湯高劑量治療組。圖1 各組小鼠外周血P-STAT3蛋白比較
表2 各組小鼠外周血P-STAT3蛋白比較
與空白組相比,模型組小鼠體質(zhì)量明顯降低(P<0.01);與模型組相比,沙利度胺組及三物黃芩湯高劑量組體質(zhì)量有明顯差異(P<0.01,<0.05);三物黃芩湯中、低劑量組與模型組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見表3。
表3 各組小鼠體質(zhì)量比較
白塞氏病中醫(yī)病名稱為“狐惑病”,其中醫(yī)發(fā)病機(jī)理多與濕熱相關(guān),查閱古籍《金匱懸解》:“狐惑者,狐疑惶惑,綿昧不明,狀如傷寒。……此蓋濕氣遏郁,精神昏憒之病也。濕邪淫泆,上下熏蒸,浸漬糜爛,肌肉剝蝕?!比稂S芩湯具有清熱涼血滋陰, 解毒燥濕堅(jiān)陰之效,黃芩、生地黃、苦參均為味苦、性寒之品,黃芩、苦參能夠清熱燥濕除脾胃之濕熱之邪,生地黃滋陰清熱使熱祛而不傷陰津,三物黃芩湯首見于《金匱要略·婦人產(chǎn)后病脈證并治第十二》曰:“婦人在草蓐……頭痛者, 與小柴胡湯, 頭不痛但煩者, 此湯主之?!狈街悬S芩中黃芩苷 (baicalin) 分子式為C21H18O11,是從傳統(tǒng)中藥黃芩中提取的一種經(jīng)過尿嘧啶核甙二磷酸鹽葡萄糖醛酸化的黃酮類葡萄糖醛酸苷, 是黃芩的主要有效成分之一[2]。黃芩苷能夠抑制白介素1β細(xì)胞因子,并且抑制炎癥相關(guān)蛋白酶的轉(zhuǎn)錄水平從而緩解炎癥反應(yīng),延長細(xì)胞生命力[3]。氧化苦參堿是苦參中的主要起效成分,可以雙向調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞的增殖,又能夠抑制TNF-α、IL-6和IL-8等炎癥因子凸顯其抗炎免疫的作用[ 4]。方中生地黃為君藥, 行涼血通利、滋陰益腎的功效, 通過藥理研究發(fā)現(xiàn)功效似糖皮質(zhì)激素免疫抑制作用[5]。綜上所述三物黃芩湯中的三味中藥均有抗炎、調(diào)節(jié)免疫的作用,同時(shí)在臨床治療白塞氏病患者療效顯著為本研究奠定了研究基礎(chǔ)。
白塞病是一種多系統(tǒng)慢性炎癥性疾病,具有復(fù)雜的遺傳背景,導(dǎo)致先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的促炎性激活[6-7]。CD4+和CD8+T細(xì)胞都產(chǎn)生Th1型促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素2、白細(xì)胞介素12和干擾素(IFN-γ)在BD的外周血(PB)和炎癥組織中增加[8-9]。Th17細(xì)胞是一個(gè)相對較新的輔助性T細(xì)胞亞群,主要產(chǎn)生白細(xì)胞介素-17A、白細(xì)胞介素-17F、白細(xì)胞介素-22和腫瘤壞死因子(腫瘤壞死因子-α)[10]。最近的數(shù)據(jù)也暗示白細(xì)胞介素-17和Th17型應(yīng)答在BD中參與發(fā)病機(jī)理[11-12]?;钴SBD的特點(diǎn)是白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-17、白細(xì)胞介素-23和活化的Th17細(xì)胞血清水平高[13-15]。STAT3在Th17分化和白介素-17產(chǎn)生中起關(guān)鍵作用[16]。STAT3激活的特征在于STAT3磷酸化,此前的研究表明活躍性白塞氏病患者表現(xiàn)出STAT3磷酸化水平升高[17-18]。JAK/STAT信號通路對于先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的激活至關(guān)重要。干擾素γ受體、白細(xì)胞介素2R和白細(xì)胞介素6R通過JAK1信號,與JAK2或JAK3配對,而白細(xì)胞介素12和白細(xì)胞介素23通過JAK2/Tyk2途徑激活[19]。STAT3對調(diào)節(jié)Th17的平衡至關(guān)重要以及促進(jìn)CD4+T細(xì)胞增殖。STAT3結(jié)合多個(gè)基因,尤其是白介素-6,參與Th17細(xì)胞的分化、激活、增殖和存活,調(diào)節(jié)表達(dá)和表觀遺傳修飾。STAT3在IFN-γ信號通路中也有重要作用,其高度參與大多數(shù)自身免疫過程。因此,STAT3在炎癥和體內(nèi)平衡中協(xié)調(diào)了T細(xì)胞功能的多個(gè)關(guān)鍵方面[20]。有研究已經(jīng)證明JAK1/STAT3信號通路在BD中被激活,可能通過升高血清和組織中Th1/Th17型細(xì)胞因子的表達(dá)[21]。所以抑制STAT的磷酸化在治療白塞病至關(guān)重要,實(shí)驗(yàn)研究通過觀察炎癥因子IFN-γ干擾素、白介素17A的含量及P-STAT3蛋白表達(dá)水平來討論三物黃芩湯在白塞氏病中的作用機(jī)制。
本研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用中藥高劑量組和西藥沙利度胺組治療一個(gè)月后與模型組相比小鼠的炎癥因子水平和P-STAT3蛋白明顯降低,說明三物黃芩湯和沙利度胺均可降低白塞氏病小鼠的炎癥因子和P-STAT3蛋白含量,實(shí)驗(yàn)證明了三物黃芩湯可以降低炎癥因子水平、抑制STAT3的磷酸化,其抑制STAT3的磷酸化可能與JAK1/STAT3信號通路有關(guān),本文為中藥治療白塞氏病提供新思路。