張 凡,王星星,朱新景,景慧玲,王綰江
(1. 陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽 712000;2. 陜西省西安市中醫(yī)醫(yī)院,陜西 西安 710016)
銀屑病是一種常見的易于反復(fù)發(fā)作的慢性炎癥性皮膚病,病程長,可累及皮膚、毛發(fā)、指趾甲等部位,臨床表現(xiàn)多種多樣,主要表現(xiàn)為瘙癢、鱗屑和紅斑,可并發(fā)自身免疫病、代謝綜合征、心血管疾病、腫瘤及心理、精神類疾病[1]。銀屑病的治療尚未有明確的特效藥,主要是使用免疫抑制劑、皮質(zhì)類激素和維A酸類等,但是不能長期使用,且治療效果因人而異。中醫(yī)認為銀屑病是由于素體血中蘊熱,復(fù)感風(fēng)熱毒邪,或恣食腥發(fā)動風(fēng)之物,或情志內(nèi)傷,五志化火,兩陽相合,內(nèi)不能疏泄,燔灼血液,充斥肌膚,“血分有熱”是銀屑病的主要發(fā)病原因,清熱涼血法是治療銀屑病的主要方法。紫草首載于《神農(nóng)百草經(jīng)》,具有清熱解毒、涼血止血、透疹發(fā)斑作用[2],是治療銀屑病的常用藥物之一,既可單味藥使用,又可與其他藥物配伍使用,既能內(nèi)治又可外用,臨床療效肯定。紫草素是紫草的主要有效成分,現(xiàn)代藥理研究認為紫草素具有抗炎、抗腫瘤、抗過敏的作用[3-5],但其治療銀屑病的作用機制尚不明確。本研究主要探討紫草素通過調(diào)節(jié)皮膚基底的RAS含量干預(yù)Hippo-YAP 信號通路達到抗銀屑病的作用。
1.1實驗動物 25只SPF級BALB/C雄性小鼠,6~8周齡,體質(zhì)量18~22 g,由三峽大學(xué)提供,動物許可證號:SYXK(鄂)2017-0012。小鼠飼養(yǎng)于SPF級動物實驗中心,室溫 22 ℃,整個實驗期間允許動物自由采食、飲水,定期更換墊料,并給予12 h光照/12 h 黑暗循環(huán)。
1.2試劑與儀器 紫草素(Sigma,貨號:S7576); 5%咪喹莫特乳膏(四川明欣藥業(yè)有限責(zé)任公司,國藥準(zhǔn)字H20030128);凡士林(上海澤葉生物科技有限公司);IL-17、IL-22、TNF-αELISA試劑盒(伊萊瑞特);蘇木素(Sigma,貨號:H9627);伊紅Y(水溶性)(國藥集團,貨號:71014544); Trizol(Ambion);HiScript Reverse Transcriptase (RNase H)(VAZYME);5×HiScript Buffer(VAZYME); Ribonuclease Inhibitor(TransGen);dNTP(TIANGEN);50×ROX Reference Dye 2(VAZYME);SYBR Green Master Mix(VAZYME);Taq Plus DNA Polymerase(TIANGEN);DL2000 DNA Marker(TIANGEN);Random Primer(N6)(TAKARA)。病理切片機,切片刀,組織攤烤片機,顯微鏡,離心機,電熱恒溫培養(yǎng)箱,F(xiàn)lexStation 3多功能酶標(biāo)儀,電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,實時熒光定量PCR儀,熒光定量PCR管,PCR儀,紫外分析儀。
1.3分組、造模及干預(yù) 取BALB/C雄性小鼠25只,隨機分為正常組、模型組、紫草素高濃度組、紫草素中濃度組、紫草素低濃度組,每組5只。小鼠戊巴比妥(80 mg/kg)腹腔注射麻醉,背部剃毛面積約3 cm×5 cm。正常組:每日定時在小鼠裸露處皮膚均勻涂抹純凡士林,1次/d,連續(xù)7 d;模型組:外涂5%咪喹莫特乳膏,1次/d,42 mg/次,連續(xù)7 d;紫草素高濃度組:外涂5%咪喹莫特乳膏,1次/d,42 mg/次,同時給予80 mg/(kg·d)紫草素混懸液灌胃,連續(xù)7 d;紫草素中濃度組:外涂5%咪喹莫特乳膏,1次/d,42 mg/次,同時給予40 mg/(kg·d)紫草素混懸液灌胃,連續(xù)7 d;紫草素低濃度組:外涂5%咪喹莫特乳膏,1次/d,42 mg/次,同時給予20 mg/(kg·d)紫草素混懸液灌胃,連續(xù)7 d。
1.4觀察指標(biāo)與方法
1.4.1體征觀察 用數(shù)碼相機記錄每組小鼠的皮損變化,采用PASI評分標(biāo)準(zhǔn)對各組小鼠相應(yīng)紅斑、鱗屑及浸潤程度進行評分(0分=無,1分=輕度,2分=中度,3分=重度,4分=極重度),最后將三者積分相加得到總積分,并依據(jù)銀屑病皮損面積和疾病嚴(yán)重程度指數(shù)(PASI)評分,將各組小鼠積分取平均值后 繪制皮損積分趨勢線,觀察各組小鼠皮損的變化情況。
1.4.2組織病理學(xué)觀察 各組小鼠干預(yù)結(jié)束后處死,取背部裸露皮膚,在生物組織脫水機中將皮損組織經(jīng)乙醇脫水、透明劑透明和浸蠟,接著使浸透蠟的組織塊包裹在石蠟塊中,切片(厚度約4 μm)、烤片、脫蠟、Mayer氏蘇木素染液染色和水溶性伊紅染液染色,風(fēng)干后中性樹膠封片,顯微鏡下觀察。
1.4.3皮損組織中IL-17、IL-22、TNF-α表達水平檢測 取正常組、模型組、紫草素高濃度組小鼠皮損組織,用預(yù)冷的PBS沖洗,去除殘留血液,稱重后將組織剪碎。將剪碎的組織與PBS按1∶9的比例混合,加入玻璃勻漿器中,于冰上充分研磨。最后將勻漿液于5 000 r/min離心5~10 min,取上清液,按照TNF-α、IL-17、IL-22的ELISA試劑盒說明操作檢測。
1.4.4皮損組織中RASSF1A、CXCL1、CXCL2、S100A7、YAP、TAZ mRNA表達水平檢測 取-80 ℃冰箱中保存的新鮮冰凍正常組、模型組、紫草素高濃度組小鼠皮損組織,使用 Trizol法提取總RNA。根據(jù)吸光光度值按下列公式計算樣品RNA的濃度:總RNA濃度(μg/μL)=OD 260×40×10-3。使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒生成cDNA后,稀釋5倍在檢測系統(tǒng)上進行逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)(RT-qPCR),數(shù)據(jù)以2-△△Ct進行分析?;蛱禺愋砸镄蛄校篟ASSF1A上游5’-CCAGCAAGAAACCACCTTCC-3’,下游5’-CCGTTCAGTTCGCTCAAAGA-3’;CXCL1上游5’-CACCTCAAGAACATCCAGAGC-3’,下游5’-CTTGGGGACACCTTTTAGCA-3’;CXCL2上游5’-AGTGAACTGCGCTGTCAATG-3’,下游5’-CAGGGTCAAGGCAAACTTTTT-3’;S100A7上游5’-ACACTGCTTCCATCACTATGC-3’,下游5’- TTTTGTCAGCTGCCCGGAA-3’;YAP上游5’-ACCCTCGTTTTGCCATGAAC-3’,下游5’-TTCAACCGCAGTCTCTCCTT-3’;TAZ上游5’-CTGCGCTTCAAATGGGTAGGA-3’,下游5’-CAAAGCGGGGGAAGTAGGG-3’;GAPDH上游5’-ATGGGTGTGAACCACGAGA-3’,下游5’-CAGGGATGATGTTCTGGGCA-3’。
2.1各組小鼠皮損及PASI評分比較 模型組小鼠造模第2天開始背部剃毛皮膚出現(xiàn)紅斑、鱗屑和厚度增加,之后持續(xù)進展;紫草素各組小鼠造模第2天開始背部剃毛皮膚出現(xiàn)發(fā)紅,附有鱗屑及肥厚的現(xiàn)象,但是與模型組相比程度明顯減輕,且紫草素濃度越高,皮損越輕。PASI評分顯示,模型組和紫草素各組均明顯高于正常組(P均<0.05),紫草素高、中、低濃度組均明顯低于模型組(P均<0.05),紫草素高濃度組明顯低于中、低濃度組(P均<0.05)。見圖1及圖2。
圖1 各組小鼠實驗第7天皮損表現(xiàn)
圖2 各組小鼠不同時間皮膚病變紅斑評分、鱗屑評分、厚度評分及總評分
2.2各組小鼠皮膚組織病理學(xué)表現(xiàn) HE染色結(jié)果顯示,正常組小鼠皮膚組織基底層為單層柱狀細胞;模型組小鼠皮損表皮向下延伸,角化不全,顆粒層減少或消失,棘層增厚,炎性浸潤;紫草素各組小鼠皮損表皮厚度減少,棘皮病減輕和輕微炎性細胞浸潤,且皮損減輕程度與紫草素濃度成正向相關(guān)。見圖3。
圖3 各組小鼠皮膚組織病理學(xué)HE染色表現(xiàn)
2.3各組小鼠皮損組織中IL-17、IL-22、TNF-α表達水平比較 模型組、紫草素高濃度組小鼠皮損組織中IL-17、IL-22、TNF-α表達水平均明顯高于正常組(P均<0.05),紫草素高濃度組小鼠皮損組織中IL-17、IL-22、TNF-α表達水平均明顯低于模型組(P均<0.05)。見圖4。
圖4 各組小鼠皮損組織中IL-17、IL-22、TNF-α水平
2.4各組小鼠皮損組織中RASSF1A、CXCL1、CX-CL2、S100A7、YAP、TAZ mRNA表達水平比較 紫草素組小鼠皮損組織中RASSF1A mRNA表達水平明顯低于正常組(P<0.05),CXCL1、CXCL2、S100A7、YAP、TAZ mRNA表達水平均明顯高于正常組(P均<0.05);紫草素對銀屑病小鼠模型皮損組織中趨化因子和轉(zhuǎn)錄因子有明顯干預(yù)作用。見圖5。
圖5 各組小鼠皮損組織中RASSF1A、CXCL1、CXCL2、S100A7、YAP、TAZ mRNA表達水平
銀屑病是一種免疫介導(dǎo)的炎癥性皮膚病,發(fā)病機制尚不清楚,主要是免疫細胞活化產(chǎn)生大量的趨化因子和炎癥細胞因子,介導(dǎo)嗜中性粒細胞的募集,形成Munro微膿腫[6]。銀屑病皮膚炎癥的發(fā)生,是由于活化的RAS基因在皮膚基底上的過表達引起的[7-8],RAS在基底角質(zhì)形成細胞(KC)中的過表達導(dǎo)致銀屑病皮膚發(fā)炎、棘皮增厚、角化過度,表皮內(nèi)中性粒細胞和T細胞包括IL-17、IFN-γ、CD8+T
細胞浸潤[8-10]。過表達RAS的KC可能通過釋放與CD8+T細胞上 特異性表達的CXCR6相互作用的CXCL16介導(dǎo)CD8+T細胞進入人類皮膚[11],優(yōu)先在CD8+T細胞上表達,產(chǎn)生IFN-γ和IL-17,有利于中性粒細胞募集和Munro微膿腫形成[11-12],增強KC活化和增殖[13],促進中性粒細胞吸引CXCL1和S100家族成員(S100A7,S100A8和S100A9)的KC產(chǎn)生[13-14],并有助于CD4+T細胞活化,有利于CD4+T細胞滲入皮膚[8-9],產(chǎn)生IL-17、IL-22、TNF-α、IL-23[1,9,14]。IL-17參與免疫反應(yīng),可促進血管生成,加速表皮增殖,促進中性粒細胞浸潤與活化。IL-22可促角質(zhì)形成細胞生成,誘導(dǎo)細胞免疫紊亂,加重銀屑病。TNF-α主要由單核巨噬細胞產(chǎn)生,是一種促炎癥性細胞因子,可誘導(dǎo)趨化因子和黏附因子,活化中性粒細胞與血管內(nèi)皮細胞而引起機體強烈的炎癥反應(yīng),在誘發(fā)銀屑病的炎癥增生過程及維持銀屑病炎性浸潤中起重要作用[15]。
Hippo-YAP途徑是一個由一系列蛋白激酶和轉(zhuǎn)錄因子組成的激酶級聯(lián)反應(yīng),是血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)誘導(dǎo)的血管生成的關(guān)鍵介質(zhì)[16]。Hippo-YAP/TAZ的失調(diào),影響T細胞的增殖分化,導(dǎo)致自身免疫和/或炎癥性疾病[17]。成年基底表皮細胞核中YAP的過度表達可導(dǎo)致皮膚增厚[18],而YAP和TAZ缺失導(dǎo)致傷口愈合能力減弱[6]。RASSF1A為RAS的效應(yīng)蛋白,其可與YAP結(jié)合。銀屑病細胞與鱗狀細胞癌(Cscc)細胞極為相似,YAP可能通過激活與Cscc細胞相關(guān)的AREG/RAS/AKT/ERK軸[19],調(diào)節(jié)銀屑病角質(zhì)形成細胞的細胞增殖、細胞周期和凋亡。
既往研究證實,紫草素可通過JAK/STAT3途徑的激活誘導(dǎo)CEBP-δ蛋白表達下調(diào),抑制角質(zhì)形成細胞的增殖[20];可通過抑制AKT/mTOR途徑來有效促進iTreg細胞的分化減緩炎癥的發(fā)展[21];還可抑制血管增生,通過阻滯JAK2/STAT3途徑抑制IL-17誘導(dǎo)的VEGF表達[22]。本實驗結(jié)果顯示,紫草素能夠改善咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病皮損,減少皮損厚度、紅斑及鱗屑;且紫草素干預(yù)后,小鼠皮損組織中IL-17、IL-22、TNF-α水平和CXCL2、S100A7、YAP、TAZ mRNA表達水平均明顯降低,RASSF1A、 CXCL1 mRNA表達水平均明顯升高。說明紫草素有抗炎作用,可通過調(diào)節(jié)Hippo-YAP信號通路中的趨化因子及轉(zhuǎn)錄因子干預(yù)銀屑病的進展。
本實驗結(jié)果顯示,紫草素通過增加皮膚基底RASSF1A mRNA的含量,降低Hippo-YAP信號通路上游轉(zhuǎn)錄因子YAP、TAZ的含量,致下游趨化因子和炎癥因子CXCL1、CXCL2、S100A7、IL-17、IL-22、TNF-α降低達到抗銀屑病的作用,改善IMQ誘導(dǎo)的銀屑病皮損病理表現(xiàn),減少皮損厚度、紅斑及鱗屑。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。