林朋朝,周曉彬,高偉靜,姬艷林,馮建書,李靜
作者單位:1石家莊市第三醫(yī)院創(chuàng)傷三科,河北 石家莊050000;2河北省老年病醫(yī)院護(hù)理部,河北 石家莊050000
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)作為一種免疫性全身性疾病,其病理基礎(chǔ)為滑膜炎,隨著疾病的進(jìn)展會引起關(guān)節(jié)畸形進(jìn)而致殘。目前RA的具體發(fā)病機(jī)制仍未闡明,但相關(guān)研究證實Toll樣受體4(Toll like receptor 4,TLR4)-骨髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)-核因子-κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)信號通路在RA的發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著重要的作用,TLR4是最早發(fā)現(xiàn)的Toll蛋白受體家族成員,能夠識別抗原分子從而介導(dǎo)機(jī)體的固有免疫及獲得性免疫來參與多種疾病的發(fā)生,其被激活后會誘導(dǎo)下游MyD88大量合成,繼續(xù)激活下游炎性細(xì)胞遞質(zhì)白細(xì)胞介素-1(IL-1)受體,并最終激活NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),調(diào)控炎癥反應(yīng)的發(fā)生。RA屬于中醫(yī)學(xué)中的“痹癥”范疇,中醫(yī)認(rèn)為痹癥是由風(fēng)寒濕邪所致,應(yīng)當(dāng)以祛風(fēng)除濕散寒為主治。盤龍七片是中醫(yī)骨傷科專家王家成先生所獻(xiàn)秘方,主要發(fā)揮補(bǔ)血活血、行氣止痛、祛風(fēng)散寒、除濕補(bǔ)肝腎強(qiáng)筋骨等作用。目前研究表明盤龍七片治療RA效果良好,但其具體的作用機(jī)制尚未有研究報道,本次研究于2018年5月至2019年6月通過建立RA模型大鼠后,給予不同劑量盤龍七片處理,來觀察其對TLR4-MyD88-NF-κB信號通路的影響,旨在為盤龍七片治療RA的具體作用機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。
1.1 實驗動物來源
8周齡清潔級雄性SD大鼠50只,體質(zhì)量范圍為160~200 g,購于中國食品藥品檢定研究院[SCXK(京)2014-0013],飼養(yǎng)于中國檢驗檢疫科學(xué)研究院屏障環(huán)境動物房[SYXK(京)2014-0033],光照12 h/黑暗12 h,室溫(25±1)℃,相對濕度50%~65%,全天自由飲水,常規(guī)飼料飼養(yǎng)。本研究符合一般動物實驗倫理學(xué)原則。1.2 主要試劑及儀器
盤龍七片(陜西盤龍藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司,批號Z61020050);弗氏完全佐劑(美國Sigma公司,批號068K8761);腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-1酶聯(lián)免疫試劑盒(上海恒斐生物科技有 限 公 司,批 號20160128、20151210);TLR4、MyD88、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF-6)、β肌動蛋白(β-actin)引物均由上海生工合成;兔抗大鼠NF-κB p65、p-p65、β-actin抗體(美國Abcam公司購買);Revertaid First Strand cDNA Kit試劑盒(美國Thermo公司,批號00145205);PCR儀(PIKOREAL 96型)由美國Thermo公司提供;酶標(biāo)分析儀(RI-6000型)由美國雷杜公司提供;臺式離心機(jī)(TDL-4型)由上海安亭科學(xué)儀器廠提供;凝膠自動成像儀由瑞典Pharmacia公司提供;光學(xué)顯微鏡(BX 51型)由日本Olympus公司提供。1.3 實驗動物分組及模型制備處理
將50只SD大鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為正常組、模型組、低、中、高盤龍七片組,每組10只,除正常組外,其余組大鼠均放置在特制的裝置中,保持裝置內(nèi)溫度為(4±2)℃,風(fēng)扇風(fēng)力4級,濕度保持在85%~90%,連續(xù)飼養(yǎng)20 d后,在每組大鼠右后足墊部位注射0.15 mL的弗氏完全佐劑,注射24 h后大鼠右足踝部出現(xiàn)急性炎性腫脹,48 h后注射側(cè)及非注射側(cè)前肢關(guān)節(jié)均出現(xiàn)腫脹,表明造模成功,正常組大鼠在室溫18~20℃條件下正常飼養(yǎng)。造模成功后3 d開始,低、中、高盤龍七片組大鼠灌胃給予150 mg/kg、300 mg/kg、600 mg/kg劑量的盤龍七片溶液,1次/天,連續(xù)15 d。1.4 血液樣本及滑膜組織樣本收集
末次處理后,10%水合氯醛麻醉,取腹主動脈血5 mL,3 000 r/min離心10 min后收集上清,保存于-20℃待測;各組大鼠取血后處死,沿右側(cè)膝關(guān)節(jié)上方正中行縱向切口,取出滑膜組織后,一部分4%甲醛固定用于病理學(xué)觀察,一部分立刻裝入RNase free的離心管中,于液氮中快速冷凍后,保存于-80℃超低溫冰箱中。1.5滑膜組織病理形態(tài)學(xué)觀察
將“1.4”收集的甲醛固定好的滑膜組織經(jīng)過脫鈣、脫水、石蠟包埋后,連續(xù)切片成厚度為4 μm的切片,經(jīng)烤片、脫蠟后進(jìn)行常規(guī)蘇木精-伊紅(HE)染色,光學(xué)顯微鏡觀察滑膜組織病理形態(tài)學(xué)變化,并拍照記錄。1.6 血清中TNF
-α、IL
-1水平的檢測
取“1.4”中抽提的血液樣本,由嚴(yán)格按照試劑盒說明書檢測血清TNF-α、IL-1水平。1.7 實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRTPCR)檢測各組大鼠滑膜組織中細(xì)胞中TLR4、MyD88、TRAF
-6的mRNA表達(dá)水平
取“1.4”中收取的各組大鼠滑膜組織50 g,采用Trizol試劑提取總RNA,Revertaid First Strand cDNA合 成 試 劑 盒 將RNA中反轉(zhuǎn)錄合成cDNA,SYBR-Green PCR Mix檢測mRNA的表達(dá)水平。PCR參數(shù)設(shè)置:95°C 5 s,60°C 34 s、40個循環(huán)。所用引物(上海生工)信息如下:β-actin內(nèi) 參 基 因,正 向 引 物5’-CCCATCTAATGAGGGTTACGC-3’、反向引物5’-TTTAATGTGACGCACGATTTC-3’;TLR4,正 向 引 物5’-AACATGAGTCACAACAACCTAC-3’、反 向 引 物5’-TATTCACATATACAAGCAACAG-3’;MyD88,正 向引物5’-ATTGAGAAAAGGTGTCGTCGCAT-3’、反向引 物5’-TCGCAGATAGTGATGAACCGTAGG-3’;TRAF-6,正向引物5’-CTGCTTGATGGCTTTACGGGA-3’、反 向 引 物5’-CTGGGCACTTGTGACCTGCAT-3’。用2法分析相關(guān)基因表達(dá)數(shù)據(jù)。1.8 蛋白質(zhì)印跡法檢測各組滑膜組織中NF
-κB p65蛋白表達(dá)水平
取“1.4”中收取的各組大鼠滑膜組織100 g,加入胰蛋白酶消化后,提取總蛋白,BCA法測定蛋白濃度,調(diào)整各組蛋白濃度一致后電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉,加入兔抗鼠NF-κB p65、p-p65、β-actin一抗(1∶500)4℃孵育過夜,加入HRP標(biāo)記的二抗(1∶500)孵育2 h,顯色后暗室曝光到X線片上,分析各組條帶灰度值,計算目標(biāo)蛋白相對內(nèi)參β-actin的表達(dá)量。2.1 盤龍七片對RA模型大鼠滑膜組織病理結(jié)構(gòu)的影響
HE染色結(jié)果顯示:正常組大鼠關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞連續(xù)平整,結(jié)構(gòu)層次清晰,無滑膜腫脹、組織壞死及炎細(xì)胞浸潤情況發(fā)生,與正常組相比,模型組滑膜組織可見明顯變性壞死,滑膜處可見中度充血水腫,且有大量炎細(xì)胞并伴隨輕度滑膜增生,與模型組相比,不同劑量盤龍七片處理后關(guān)節(jié)變性壞死情況明顯改善,滑膜組織充血水腫情況減輕,炎細(xì)胞浸潤情況極大的改善,且呈濃度依賴。見圖1。2.2 盤龍七片對各組SD大鼠血清中TNF
-α、IL
-1
水平的影響
模型組大鼠血清中TNF-α、IL-1水平顯著高于對照組,不同劑量盤龍七片組大鼠血清中TNF-α、IL-1水平均低于正常組,且呈濃度依賴(P
<0.05
)。見表1。表1 各組SD大鼠血清中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1(IL-1)水平比較/(μg/L,±s)
2.3 盤龍七片對各組SD大鼠滑膜組織中TLR4、MyD88、TRAF
-6的mRNA表達(dá)水平的影響
模型組滑膜組織中TLR4、MyD88、TRAF-6的mRNA相對表達(dá)水平高于正常組,不同劑量盤龍七片組滑膜組織中TLR4、MyD88、TRAF-6的mRNA相對表達(dá)水平低于模型組,且呈濃度依賴(P
<0.05)。見表2。表2 各組SD大鼠滑膜組織中Toll樣受體4(TLR4)、骨髓樣分化因子88(MyD88)、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF-6)的mRNA表達(dá)水平/±s
2.4 盤龍七片對各組SD大鼠滑膜組織中NF
-κB p65蛋白表達(dá)水平的影響
各組大鼠滑膜組織中NF-κB p65蛋白磷酸化水平整體比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F
=118.023,P
<0.001)。其中模型組(1.37±0.22
)高于正常組(0.21±0.06),低、中、高盤龍七片組分別為(0.95±0.14)、(0.75±0.12)、(0.33±0.09),均低于模型組,且呈濃度依賴(P
<0.05)。見圖2。圖2 各組SD大鼠滑膜組織中NF-κB p65蛋白表達(dá)圖譜
目前研究結(jié)果表明,RA滑膜組織處大量合成炎性細(xì)胞因子被認(rèn)為是引起RA炎性反應(yīng)和滑膜損傷的重要因素。TNF-α和IL-1是RA發(fā)病機(jī)制中研究最多的2個促炎性細(xì)胞因子,當(dāng)機(jī)體處于RA病理狀態(tài)時,機(jī)體產(chǎn)生的大量炎性遞質(zhì)會進(jìn)入滑膜組織,引起滑膜組織中細(xì)胞因子平衡失調(diào),IL-1、TNF-α等促炎性因子水平升高,抑炎性因子水平降低,誘導(dǎo)機(jī)體炎癥反應(yīng)發(fā)生。本研究結(jié)果顯示,RA模型大鼠可見關(guān)節(jié)滑膜明顯的變性壞死,并伴隨有中度充血腫脹,同時可見大量炎性細(xì)胞浸潤及滑膜輕度增生,同時腹主動脈血清中IL-1、TNF-α水平也顯著升高,表明RA模型大鼠病變過程會導(dǎo)致細(xì)胞因子平衡失調(diào),而IL-1、TNF-α水平升高會促進(jìn)膠原酶及自由基的產(chǎn)生,進(jìn)一步損傷關(guān)節(jié)軟骨。經(jīng)過盤龍七片治療后,主動脈血清中IL-1、TNF-α水平顯著降低,關(guān)節(jié)變性壞死情況明顯改善,滑膜組織充血水腫情況減輕,炎細(xì)胞浸潤情況極大的改善,其中盤龍七片600 mg/kg治療緩解效果最好,這是因為盤龍七片藥方中的川烏、草烏能夠刺激垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng),具有較強(qiáng)的表面麻醉作用,可用于止痛,而盤龍七具有補(bǔ)脾健胃、除濕利水活血功效,能夠改善循環(huán),促進(jìn)炎性細(xì)胞遞質(zhì)的代謝,來達(dá)到抗炎鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)免疫的作用,丹參具有抗氧化、抗炎的功效,還可以抑制CRP蛋白的合成,牛膝中富含阿魏酸能夠提高細(xì)胞免疫功能,秦艽主祛風(fēng)除濕之效,常用于骨性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等的治療,因此對于RA模型大鼠的滑膜組織損傷可以起到很好的保護(hù)作用。
RA作為一種系統(tǒng)性、自身免疫性疾病,其具體發(fā)病機(jī)制仍未研究清楚,但炎癥反應(yīng)過程對RA的發(fā)病及病理過程影響巨大。TLR4-MyD88-NF-κB作為研究RA最多的一個經(jīng)典通路,在RA發(fā)生發(fā)展中起到重要作用,Toll樣受體在很多免疫細(xì)胞上均可檢測到,其中TLR4在早期和持續(xù)期RA病人的滑膜組織中表達(dá)水平顯著升高,而活化的TLR4通過MyD88依賴途徑首先活化IL-1受體激酶(IRAK),活化后的IRAK又會與TRAF6結(jié)合,激活TAK1激酶,繼續(xù)作用于NF-κB上游抑制蛋白IκB使其降解,NF-κB被釋放激活后,轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),啟動炎性反應(yīng)免疫相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄,完成炎性反應(yīng)信號的傳遞。本研究結(jié)果中,RA模型大鼠TLR4、MyD88、TRAF6的mRNA相對表達(dá)水平及p65蛋白磷酸化均顯著升高,表明RA病理變化過程與自身免疫相關(guān),同時NF-κB信號通路激活后下游炎性相關(guān)因子表達(dá)增強(qiáng),使得前炎性細(xì)胞因子水平迅速升高,這些前炎性細(xì)胞因子能通過與巨噬細(xì)胞上的特異性受體結(jié)合,誘發(fā)級聯(lián)瀑布反應(yīng),誘導(dǎo)更多促炎性因子合成,形成級聯(lián)放大反應(yīng),使關(guān)節(jié)滑膜處持續(xù)保存過度炎癥反應(yīng),引起滑膜組織的持續(xù)性損傷。盤龍七片處理后,TLR4、MyD88、TRAF6的mRNA相對表達(dá)水平及p65蛋白磷酸化水平均顯著降低,表明盤龍七片可能是通過抑制TLR4的識別過程,中斷與MyD88的轉(zhuǎn)導(dǎo),抑制了NF-κB信號通路的激活,減少前炎性因子合成,緩解炎癥反應(yīng),從而保護(hù)滑膜組織的破壞及異常增生。
綜上所述,盤龍七片可能通過下調(diào)TLR4、MyD88、TRAF6的mRNA相對表達(dá)水平,抑制下游信號原件NF-κB激活,使得促炎性因子IL-1、TNF-α合成減少,炎癥反應(yīng)減輕從而保護(hù)滑膜組織。但盤龍七片是否還可以通過其他信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的多靶點促進(jìn)或抑制來治療RA還不清楚,還需要繼續(xù)的深入研究。
注:箭頭處為滑膜組織。