★ 楊佛 楊文龍 李明慧 劉璞 李威 楊智軍 劉江源 羅云豐 楊鳳云(.南昌市洪都中醫(yī)院 南昌 0006;.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 0006;.江西中醫(yī)藥大學(xué) 南昌 0004)
骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)是一種以骨量低、骨組織顯微結(jié)構(gòu)破壞、易發(fā)生骨折為特征的疾病。我國是世界上老年人口絕對(duì)數(shù)最大的國家,隨著人口老齡化的日益加重,骨質(zhì)疏松癥已成為危害老年人健康的重大問題[1]。骨質(zhì)疏松癥具體病因不明,而成骨細(xì)胞(osteoblast,OB)功能下降及破骨細(xì)胞(osteoclast,OC)功能亢進(jìn)是導(dǎo)致其發(fā)生的病理機(jī)制。當(dāng)前越來越多研究表明破骨細(xì)胞功能亢進(jìn)是導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥的重要因素[2]。
本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)加味陽和湯(jiawei yanghe decoction,JWYHD)能增強(qiáng)成骨細(xì)胞活性[3],但對(duì)破骨細(xì)胞作用不詳,本研究從破骨細(xì)胞角度研究加味陽和湯對(duì)破骨細(xì)胞的影響,為加味陽和湯治療骨質(zhì)疏松癥提供理論支持。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康SPF級(jí)8周齡雄性SD大鼠65只,體質(zhì)量(200±20)g,購自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,許可證號(hào):SCXK(湘)2016-0002,飼養(yǎng)于江西中醫(yī)藥大學(xué)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物房內(nèi),分籠飼養(yǎng),每籠4只,在相同條件下自由飲水、食用標(biāo)準(zhǔn)飼料。
1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 大型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士步琪,型號(hào)R-220SE);倒置相差顯微鏡(日本OLYMPUS公司,型號(hào)CKX41型);多功能酶標(biāo)儀(瑞士Tecan公司,型號(hào)SPARK 10M型);倒置熒光顯微鏡(日本OLYMPUS公司,型號(hào)IX71型)。
1.3 實(shí)驗(yàn)藥物及試劑 加味陽和湯藥物組成:熟地15 g,肉桂10 g,鹿角膠10 g,麻黃10 g,白芥子10 g,雞血藤20 g,木瓜6 g,炮姜炭6 g,漢防己10 g,甘草3 g,購自江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院中藥房;RAW264.7細(xì)胞株購自中科院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞庫(批號(hào)A110203481);Murine M-CSF、MurinesRANK-Ligand(美國Peprotech公司,批號(hào)分別為315-02-10、315-02-10);CCK8檢測(cè)試劑盒(北京Bioss公司,批號(hào)BA00208);抗酒石酸酸性磷酸酶檢測(cè)試劑盒(碧云天公司,批號(hào)P0332);細(xì)胞核蛋白和漿蛋白抽提試劑盒(碧云天公司;批號(hào)P0028);p65一抗(Proteintech公司,批號(hào)10745-1-AP-50 μL);IκB-α一抗(Proteintech公司,批號(hào)10268-1-AP-50 μL)。
2.1 加味陽和湯含藥血清的制備 加味陽和湯煎藥時(shí)按生藥量的8倍量(除鹿角膠)加水浸泡30 min,武火煮沸后文火煮40 min,把藥液倒出,再加等量水文火煮40 min,將兩次藥液混合,紗布過濾,將鹿角膠烊化后倒入藥液,用大型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將藥液蒸發(fā)濃縮至每毫升藥液含2 g生藥量,最后高溫封瓶,放入4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?5只SD大鼠隨機(jī)分為加味陽和湯組和生理鹽水組,其中生理鹽水組35只,加味陽和湯組30只。加味陽和湯組予2 g/(kg·d)劑量灌胃,生理鹽水組予等量生理鹽水灌胃,每天1次,連續(xù)灌胃8 d,末次灌胃2 h后行腹主動(dòng)脈采血,離心取上清,并在56 ℃水浴鍋中滅活,用0.22 μm的一次性濾菌器過濾后放入-80 ℃冰箱中凍存?zhèn)溆谩?/p>
2.2 破骨細(xì)胞的誘導(dǎo)培養(yǎng) RAW264.7細(xì)胞傳代后按1×105/孔的密度種植在6孔板中,加入含M-CSF(50 ng/mL)、RANKL(100 ng/mL)的10% FBS誘導(dǎo)培養(yǎng),每兩天半量換液,直至鏡下見有大量體積較大的破骨細(xì)胞時(shí)即為誘導(dǎo)成功。
2.3 CCK8法檢測(cè)加味陽和湯血清對(duì)RAW264.7細(xì)胞活性的影響 RAW264.7細(xì)胞傳代后按5×103個(gè)/孔的密度種植到96孔板中培養(yǎng)。96孔板分為5組,每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,每孔加入100 μL的10%FBS,放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。細(xì)胞貼壁后更換培養(yǎng)液,5組分別加入20%濃度的生理鹽水血清、5%、10%、20%、40%濃度的加味陽和湯血清干預(yù)培養(yǎng)24 h,24 h后每孔加入10 μL的CCK8溶液,放入37 ℃恒溫孵育箱中孵育2 h,2 h后在酶標(biāo)儀上檢測(cè)450 nm波長處的光密度值,比較含藥血清組與生理鹽水組光密度值是否有差異。
2.4 細(xì)胞培養(yǎng)上清TRAP值檢測(cè) RAW264.7細(xì)胞傳代后按1×105個(gè)/孔的密度種植到6孔板中,放入培養(yǎng)箱中預(yù)培養(yǎng)24 h。24 h后更換培養(yǎng)液,其中6孔板分成生理鹽水組、誘導(dǎo)組、加味陽和湯低、中、高劑量組5組,其中生理鹽水組培養(yǎng)液不加誘導(dǎo)因子,其余4組培養(yǎng)液均加含M-CSF(50 ng/mL)和RANKL(100 ng/mL)的血清,放入培養(yǎng)箱中干預(yù)24 h后收集各孔細(xì)胞上清,用抗酒石酸酸性磷酸酶檢測(cè)試劑盒檢測(cè),根據(jù)說明書酶活性定義計(jì)算出各組抗酒石酸酸性磷酸酶TRAP值。
2.5 Western Blot法檢測(cè)破骨細(xì)胞細(xì)胞核p65蛋白和細(xì)胞質(zhì)IκB-α蛋白表達(dá) RAW264.7細(xì)胞傳代后按1×105個(gè)/孔的密度種植到6孔板中,分為生理鹽水組、誘導(dǎo)組、加味陽和湯低、中、高劑量組5組,每孔加入2 mL的10% FBS,放入培養(yǎng)箱中預(yù)培養(yǎng)24 h。24 h后更換培養(yǎng)液,生理鹽水組加入20%生理鹽水血清,其余4組均加入含M-CSF(50 ng/ml)、RANKL(100 ng/ml)、加味陽和湯的血清,放入培養(yǎng)箱中干預(yù)培養(yǎng)24 h,24 h后取出6孔板,用細(xì)胞核蛋白和漿蛋白抽提試劑盒分別提取破骨細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核蛋白。BCA試劑盒檢測(cè)各組蛋白濃度并定量,將蛋白變性后依據(jù)等體積上樣原則上樣,再依次經(jīng)電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、孵一抗、洗一抗、孵二抗、洗二抗步驟,最后在凝膠成像系統(tǒng)上進(jìn)行曝光,并進(jìn)行條帶分析,計(jì)算目的蛋白/內(nèi)參蛋白比值。
2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 大鼠灌胃情況及含藥血清制備情況 灌胃前后大鼠精神狀態(tài)均良好,灌胃過程因誤入大鼠氣管導(dǎo)致死亡2只,均為加味陽和湯組。制備含藥血清時(shí)因采血針刺穿血管導(dǎo)致采血失敗6只,2只為加味陽和湯組,4只為生理鹽水組。
3.2 加味陽和湯血清對(duì)細(xì)胞活性的影響 加味陽和湯血清濃度為5%、10%、20%時(shí),與生理鹽水組比光密度值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);當(dāng)其濃度為40%時(shí),其光密度值與生理鹽水組比下降明顯,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
表1 加味陽和湯血清對(duì)RAW264.7細(xì)胞活性及干預(yù)破骨細(xì)胞后上清TRAP活力值的影響(±s)
表1 加味陽和湯血清對(duì)RAW264.7細(xì)胞活性及干預(yù)破骨細(xì)胞后上清TRAP活力值的影響(±s)
注:與生理鹽水組比較,*P<0.05;與誘導(dǎo)組比較,**P<0.01。
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3.3 各組細(xì)胞上清液TRAP活力值 與誘導(dǎo)組比,加味陽和湯血清組TRAP活力值降低,隨著干預(yù)濃度的提高,TRAP值降低越明顯,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表1。
3.4 加味陽和湯血清對(duì)破骨細(xì)胞細(xì)胞核p65、細(xì)胞質(zhì)IκB-α蛋白表達(dá)的影響 與生理鹽水組比較,誘導(dǎo)組p65蛋白表達(dá)增加;與誘導(dǎo)組比,加味陽和湯血清干預(yù)組p65表達(dá)降低,且濃度越高,p65蛋白表達(dá)越低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。與生理鹽水組比,誘導(dǎo)組IκB-α蛋白表達(dá)降低;與誘導(dǎo)組比,加味陽和湯血清干預(yù)組IκB-α蛋白表達(dá)增加,且藥物濃度越高,IκB-α蛋白表達(dá)越高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表2和圖1。
表2 味陽和湯血清對(duì)細(xì)胞核p65、細(xì)胞質(zhì)IκB-α蛋白表達(dá)的影響(±s)
表2 味陽和湯血清對(duì)細(xì)胞核p65、細(xì)胞質(zhì)IκB-α蛋白表達(dá)的影響(±s)
注:與誘導(dǎo)組比較,**P<0.01。
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圖1 破骨細(xì)胞細(xì)胞核p65、細(xì)胞質(zhì)IκB-α蛋白表達(dá)
骨質(zhì)疏松癥屬于中醫(yī)學(xué)“骨枯”“骨痿”“骨極”范疇,其發(fā)生主要與肝脾腎三臟功能失常關(guān)系密切[4-5]。中醫(yī)認(rèn)為,脾為后天之本,氣血生化之源,其運(yùn)化水谷精微以濡養(yǎng)軀體,脾運(yùn)化功能失常,則會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮,骨骼失養(yǎng),導(dǎo)致骨痿;肝藏血主筋,腎藏精主骨,肝腎功能正常,則骨生長發(fā)育正常,肝腎功能異常,則會(huì)導(dǎo)致骨痿[6]。肝血虛則筋脈失養(yǎng),肢體屈伸不利,氣血不足會(huì)導(dǎo)致血液運(yùn)行遲緩而成瘀血,導(dǎo)致骨失濡養(yǎng),而腎精虧虛導(dǎo)致骨骼失養(yǎng),最終導(dǎo)致骨痿。因此,骨痿的病因病機(jī)是肝腎虧虛、血瘀[7],其治療原則是補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨、活血化瘀[8]。
陽和湯出自清代王維德的《外科證治全生集》,主治陽虛寒凝之貼骨疽、脫疽、流注等疾病。方中鹿角膠溫腎陽、益精血、壯筋骨,炮姜、肉桂溫陽散寒,熟地滋陰養(yǎng)血、填精補(bǔ)髓,白芥子溫陽通絡(luò),麻黃宣通經(jīng)絡(luò),全方共奏溫腎陽、補(bǔ)氣血、散寒通滯之功。
江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院許鴻照名老中醫(yī)在陽和湯原方基礎(chǔ)上加雞血藤、木瓜、防己組成加味陽和湯在臨床上治療膝骨性關(guān)節(jié)炎,取得了良好的療效,相關(guān)的臨床研究也證實(shí)了其可以延緩關(guān)節(jié)軟骨的退變[9-10]。楊鳳云教授根據(jù)骨質(zhì)疏松癥患者與膝骨性關(guān)節(jié)炎患者病因病機(jī)相似之處,在臨床上運(yùn)用該方治療骨質(zhì)疏松癥,獲得了理想的療效。
現(xiàn)代研究也表明加味陽和湯能治療骨質(zhì)疏松癥,如劉文源[11]運(yùn)用陽和湯治療60例骨質(zhì)疏松患者,有效率達(dá)93.85%;陳墨川等[12]運(yùn)用加味陽和湯治療49例骨質(zhì)疏松腎陽虛患者,有效率達(dá)87.76%。且研究表明加味陽和湯中鹿角膠能抑制骨吸收、延緩骨丟失和溶解的作用[13],熟地具有抗疲勞和強(qiáng)壯的作用[14]。
在本研究中,CCK8法顯示5%、10%、20%濃度的加味陽和湯血清對(duì)細(xì)胞活性無明顯影響,而40%濃度的血清明顯抑制細(xì)胞活性,說明40%濃度的含藥血清可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性,因此在本實(shí)驗(yàn)中選用5%、10%、20%作為實(shí)驗(yàn)干預(yù)濃度。
抗酒石酸酸性磷酸酶是酸性磷酸酶的6種同工酶中的一種,是破骨細(xì)胞的特征性酶[15-16]。破骨細(xì)胞會(huì)分泌抗酒石酸酸性磷酸酶[17],因此在誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞形成OC時(shí),可檢測(cè)RAW264.7組各組細(xì)胞上清中抗酒石酸酸性磷酸酶的TRAP值來驗(yàn)證加味陽和湯對(duì)OC的作用,通過本研究也說明加味陽和湯能抑制OC的形成。
NF-κB信號(hào)通路是OC形成過程中一條重要的信號(hào)通路。在靜息條件下,NF-κB與其抑制性蛋白組成三聚體呈非活性狀態(tài)[18],當(dāng)RAW264.7細(xì)胞加入M-CSF和RANKL誘導(dǎo)后,會(huì)激活NF-κB信號(hào)通路,使IκB-α發(fā)生解離,核心蛋白p65蛋白由細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核中[19-20]。
本研究通過WB法檢測(cè)各組細(xì)胞核p65蛋白表達(dá),發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)組細(xì)胞核p65蛋白表達(dá)顯著增加,表明RAW264.7細(xì)胞經(jīng)M-CSF和RANKL誘導(dǎo)后,NF-κB信號(hào)通路被激活,p65進(jìn)入細(xì)胞核,而加味陽和湯組p65蛋白表達(dá)下降,表明加味陽和湯能抑制p65因子的入核。誘導(dǎo)組細(xì)胞質(zhì)IκB-α蛋白表達(dá)降低,表明加入誘導(dǎo)因子刺激后IκB-α蛋白發(fā)生了磷酸化,蛋白發(fā)生降解,而含藥血清組IκB-α蛋白表達(dá)增加,說明加味陽和湯能抑制IκB-α蛋白的磷酸化,通過兩方面說明了加味陽和湯能抑制NF-κB信號(hào)通路。
因此,本實(shí)驗(yàn)表明5%、10%、20%濃度的加味陽和湯不抑制RAW264.7細(xì)胞活性;加味陽和湯能抑制NF-κB的激活,抑制p65的入核和IκB-α的磷酸化,各組之間存在劑量依賴性,20%濃度的加味陽和湯血清抑制效果最強(qiáng)。