陸周翔 陶 松
浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬湖州中醫(yī)院 浙江 湖州 313000
本研究旨在構(gòu)建腎陽虛類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)骨質(zhì)疏松(OP)的中醫(yī)病證結(jié)合模型,探討腎陽虛在RA-OP中的作用機制。
1.1 實驗動物:SPF級DBA/1(H-2q)小鼠,雄性,8周齡,購自上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司,動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(滬)2017-0005。在溫度22±2oC,濕度50%~60%,光照12h光明和10h黑暗的環(huán)境明暗交替,換風(fēng)次數(shù)15~20次/小時的環(huán)境下,飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗研究中心,實驗飼養(yǎng)室許可證號SYXK(浙)2018-0012。
1.2 試劑與儀器:牛Ⅱ型膠原(Chondrex,批號:Chondrex 20022),弗 氏 佐 劑(Chondrex,批 號 :Chondrex 7001,Chondrex 7002),小鼠白細胞介素17(IL-17)ELISA試劑盒(酶免,批號:MM-0170M1),小鼠骨保護素(OPG)ELISA試劑盒(酶免,批號:MM-0144M1),SYBR Green qPCR試劑盒(康為世紀,批號:CW2601),逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(康為世紀,批號:CW2569),RIPA裂解液(碧云天,批號:P0013D),PMSF(碧云天,批號:ST506)。酶標儀(MD公司),核酸定量儀(Thermo Scientific),實時熒光定量PCR儀(羅氏公司)。
1.3 腎陽虛小鼠模型建立:取10只雄性DBA/1(H-2q)小鼠,皮下注射20mg·kg-1氫化可的松,每日1次,連續(xù)7d,進行小鼠腎陽虛造模;末次注射7d后進行類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的OP造模。
1.4 牛Ⅱ型膠原RA造模:取10只腎陽虛小鼠和10只正常小鼠進行RA造模,牛Ⅱ型膠原(sigma)以2.0mg/ml溶解在0.05mol/L醋酸(2.96ml乙酸用水稀釋至1000ml)中,4℃過夜,逐滴加入等體積冷的完全弗氏佐劑(含有1mg/ml滅活的結(jié)核分枝桿菌)中后進行注射器乳化。第1天(第0周),每只小鼠接受0.1mg/0.1ml膠原,尾跟部2~3cm處皮內(nèi)注射。免疫之后21天(第3周),動物接受完全相同的二次加強注射。造模成功后,RA-OP組(10只),腎陽虛型RA-OP組(10只);另取10只正常DBA/1(H-2q)小鼠作正常組。
1.5 動物體重及足趾腫脹度:二次免疫后,持續(xù)8周,每周監(jiān)測小鼠體重變化,測量足掌厚度獲得腫脹程度。當小鼠開始出現(xiàn)明顯紅腫,疼痛及關(guān)節(jié)活動受限等典型的膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(CIA)改變,記錄時間,求得發(fā)生率。
1.6 生化指標檢測:末次給藥后,小鼠禁食12h,眼眶取血,離心機以3000rpm/min,離心15min,收集上層血清,-20℃保存,48h內(nèi)采用全自動生化分析儀測定ACTH、CORT、CRH的含量。
1.7 ELISA檢測血清中IL-17、OPG:末次給藥后,小鼠禁食12h,作腹主動脈采血,離心機以3000rpm/min,離心15min,收集血清。ELISA法檢測血清中IL-17、OPG的含量。
1.8 組織學(xué)觀察:骨小梁可直接反應(yīng)骨的強度和穩(wěn)定性,12周后將股骨標本經(jīng)固定,脫鈣,脫水,石蠟包埋,5μm連續(xù)切片后HE染色,在光鏡下觀察其骨小梁的結(jié)構(gòu)變化。
1.9 RT-PCR檢測股骨頭組織 Th17、OPG、RANK、RANKL mRNA表達水平:以Trizol溶液按常規(guī)方法抽提股骨頭組織中的總RNA,按照試劑盒說明將RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。以實時熒光定量PCR技術(shù)檢測Th17、OPG、RANK、RANKL mRNA表達水平情況,運用2-△△Ct法計算基因相對表達量。所用引物序列如表1所示。
表1 PCR引物序列
1.10 統(tǒng)計學(xué)處理:采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料多組間用One-way-ANOAY單因素方差分析,組間比較采用SNK分析。方差不齊者采用Kruskal-Wallis H檢驗。所有數(shù)據(jù)以均值±標準差(±s)表示,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 腎陽虛型RA-OP小鼠體重、足趾腫脹度、炎癥評分:由表2可知,與正常組相比,RA-OP組與腎陽虛型RAOP組小鼠體重顯著下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。由圖1可知,與正常組相比,RA-OP組與腎陽虛型RA-OP組小鼠足趾厚度與炎癥評分顯著上升,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。
圖1 腎陽虛型RA-OP小鼠足趾腫脹度(±s,分,n=10)
表2 腎陽虛型RA-OP小鼠體重(±s,g,n=10)
表2 腎陽虛型RA-OP小鼠體重(±s,g,n=10)
注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01。
組別1周2周3周4周5周6周7周8周腎陽虛型RA-OP組26.40±1.73 25.86±2.03 25.87±1.80 25.65±1.86 25.37±1.68*25.19±1.86**24.86±1.81**24.43±1.56**正常組25.31±1.89 25.81±1.76 25.96±1.91 26.73±1.71 27.25±1.87 27.34±1.60 27.92±1.80 28.14±2.12 RA-OP組26.76±1.59 26.45±1.42 26.05±1.39 25.48±1.48 25.26±1.67*24.75±1.47**24.48±1.36**24.31±1.47**
2.2 腎陽虛型RA-OP小鼠CIA發(fā)生率:由圖2可知,正常組小鼠CIA發(fā)生率始終為0,RA-OP組小鼠在二次免疫后第45天CIA發(fā)生率為100%,腎陽虛型RA-OP組小鼠在二次免疫后第36天CIA發(fā)生率為100%。
圖2 腎陽虛型RA-OP小鼠CIA發(fā)生率
2.3 HE染色:由圖3可得,正常組小鼠骨小梁完整排列緊密;而RA-OP組與腎陽虛型RA-OP組小鼠骨小梁排列稀疏,變細,間距加寬,可見微骨折。
圖3 小鼠股骨組織恢復(fù)的情況(HE染色,200×)
2.4 腎陽虛型RA-OP小鼠血清ACTH、CORT、CRH水平:由圖4可知,與正常組相比,RA-OP組與腎陽虛型RA-OP組小鼠外周血 ACTH、CORT、CRH含量均顯著下降(P<0.01)。
圖4 腎陽虛型RA-OP小鼠血清ACTH、CORT、CRH水平(±s,n=10)
2.5 腎陽虛型RA-OP小鼠血清IL-17與OPG水平:由表3可知,與正常組相比,RA-OP組與腎陽虛型RA-OP組小鼠血清,IL-17水平均顯著上升,OPG水平均顯著下降(P<0.01)。
表3 腎陽虛型RA-OP小鼠IL-17與OPG水平(±s,n=10)
表3 腎陽虛型RA-OP小鼠IL-17與OPG水平(±s,n=10)
注:與正常組比較,**P<0.01。
組別正常組RA-OP組腎陽虛型RA-OP組OPG(pg/ml)57.69±6.01 40.47±3.75**27.82±3.14**IL-17(pg/ml)117.69±13.79 160.13±19.64**187.05±17.52**
2.6 腎陽虛型RA-OP小鼠股骨頭組織Th17、RANK、RANKL與OPG的mRNA表達水平:由圖5可知,與正常組相比,RA-OP組與腎陽虛型RA-OP組小鼠股骨頭組織Th17、RANK與RANKL mRNA水平均顯著上升(P<0.05),OPG mRNA水平顯著下降(P<0.01)。
圖5 腎陽虛型RA-OP小鼠股骨頭組織Th17、RANK、RANKL與OPG的mRNA表達水平(±s,n=3)
RA患者下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸功能會降低,自身免疫應(yīng)答異常增強[1]。腎陽虛證的表現(xiàn)主要與HPA軸不同層次的功能紊亂有關(guān)[2]。IL-17和RANKL/RANK/OPG信號通路與RA的關(guān)系密切相關(guān)。IL-17可以通過對RANKL/RANK/OPG信號通路的調(diào)節(jié)對成骨細胞和破骨細胞的活化產(chǎn)生重要影響。研究表明,IL-17誘導(dǎo)RANKL表達的受體激活劑,對破骨細胞生成以及骨吸收有至關(guān)重要的作用[3]。動物實驗證實,在膠原或佐劑誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎的動物模型中,血清RANKL水平明顯升高,且OPG水平降低,RANKL/OPG比值顯著增加[4]。因此,RANKL/OPG比值的升高,在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)破壞和骨侵蝕中起著重要作用。
本研究采用氫化可的松聯(lián)合牛Ⅱ型膠原建立腎陽虛型RA-OP中醫(yī)病證結(jié)合小鼠模型,結(jié)果顯示,小鼠出現(xiàn)畏寒喜暖,毛發(fā)干枯,蜷縮弓背等表現(xiàn),腎陽虛型RAOP組小鼠體重顯著下降,小鼠足趾厚度顯著上升;腎陽虛型RA-OP組小鼠在二次免疫后第36天CIA發(fā)生率為100%。腎陽虛型RA-OP組小鼠骨小梁排列稀疏,變細,間距加寬,可見微骨折。腎陽虛型RA-OP組小鼠外周血ACTH、CORT、CRH含量均顯著下降;IL-17水平均顯著上升,OPG水平均顯著下降;股骨頭組織Th17、RANK與RANKL mRNA水平均顯著上升,OPG mRNA水平顯著下降。
此病證結(jié)合動物模型,是在中醫(yī)學(xué)理論指導(dǎo)下,結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論,同時采用傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)病因復(fù)制證候動物模型,同時具有疾病與證候特征,具有較好的可靠性及穩(wěn)定性。故本實驗?zāi)I陽虛與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎模型復(fù)合以復(fù)制腎陽虛型RA骨質(zhì)疏松中醫(yī)病證結(jié)合模型,更符合中醫(yī)臨床要求的動物模型。