劉毓,楊釗田,孫理軍(陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽 712046)
痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎(gouty arthritis,GA)是由于嘌呤代謝紊亂或尿酸排泄減少致使尿酸鹽在關(guān)節(jié)囊、滑膜囊、軟骨、骨質(zhì)等處沉積結(jié)晶而引起的慢性關(guān)節(jié)炎[1],證屬中醫(yī)學(xué)“痹證”范疇,發(fā)作時(shí)關(guān)節(jié)紅腫熱痛,濕熱蘊(yùn)結(jié)、阻滯關(guān)節(jié)等是其基本病機(jī)[2-4]。目前,GA急性發(fā)作期的主要治療方法包括抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)尿酸排泄,但臨床效果不理想,不良反應(yīng)明顯[5]。當(dāng)歸拈痛湯具有清熱利濕、疏風(fēng)止痛的效果,治療GA有較好的療效[6]?;诖耍狙芯坷镁W(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法挖掘當(dāng)歸拈痛湯改善GA的潛在作用靶點(diǎn)及信號(hào)通路,結(jié)合體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,探討當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA的作用機(jī)制,為當(dāng)歸拈痛湯用于臨床治療提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
當(dāng)歸拈痛湯組成為羌活15 g,防風(fēng)9 g,升麻3 g,葛根6 g,麩炒白術(shù)3 g,當(dāng)歸9 g,黨參6 g,甘草15 g,苦參6 g,黃芩3 g,鹽知母9 g,茵陳15 g,豬苓9 g,鹽澤瀉9 g,蒼術(shù)9 g(陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院)。雙氯芬酸鈉緩釋片(規(guī)格:75 mg/片,北京諾華制藥有限公司,批號(hào):H10980297)。尿酸鈉鹽(MSU,美國Sigma公司,貨號(hào):U2875-5G),HE染液(珠海BASO公司,貨號(hào)BA4025),Anti-NFκBp65(RELA)抗體(武漢boster公司,貨號(hào)A00284-1),抗兔/抗小鼠二抗(上海威奧公司,貨號(hào)WB0177/WB0176),IL-1β、IL-13 ELISA試劑盒(武漢boster公司,貨號(hào)分別為EK0393、EK0900),TNF-αELISA試劑盒(NOVUS公司,貨號(hào)VAL902)。
SPF級(jí)雄性SD大鼠24只,體重(200±20)g [成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(川)2020-030],22~27℃飼養(yǎng)于陜西中醫(yī)藥大學(xué)中藥藥理實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物房,動(dòng)物自由飲水?dāng)z食。本研究中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意(批件號(hào):SUCMDL20210305006)。
BX51顯微鏡(日本奧林巴斯),165-8001電泳儀、170-3930轉(zhuǎn)膜儀(美國Bio-Rad),TL-2010S組織勻漿器(北京鼎昊源公司),F(xiàn)resco21臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)、MutiskanTM GO全波長酶標(biāo)儀(美國Thermo),TGL-16B高速臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭公司),BS-220生化分析儀(深圳邁瑞公司)。
2.1.1 當(dāng)歸拈痛湯方有效成分及靶點(diǎn)的篩選 當(dāng)歸拈痛湯由羌活、防風(fēng)、升麻、葛根、白術(shù)、當(dāng)歸、黨參、甘草、苦參、黃芩、知母、茵陳、豬苓、澤瀉、蒼術(shù)十五味藥組成,通過TCMSP(https://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)數(shù)據(jù)庫獲得方中各中藥的化學(xué)成分,并以口服生物利用度(OB)≥30%及類藥性(DL)≥0.18進(jìn)行活性成分篩選。
2.1.2 GA的候選靶點(diǎn)的篩選 分別在OMIM(https://www.omim.org/)和GeneCards(https://www.genecards.org/)數(shù)據(jù)庫以“gouty arthritis”為檢索詞進(jìn)行檢索,獲得GA的相關(guān)靶點(diǎn)基因。對(duì)兩數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果進(jìn)行篩選合并去重,得到疾病相關(guān)靶點(diǎn)。
2.1.3 PPI蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將當(dāng)歸拈痛湯與GA的共同靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING(https://string-db.org/cgi/input.pl)數(shù)據(jù)庫中,以人為目標(biāo)物種,生成TSV文件。最終將其導(dǎo)入Cytoscape 3.6.1軟件中構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)(PPI)。
2.1.4 關(guān)鍵靶點(diǎn)GO分析及KEGG富集分析 為了探究當(dāng)歸拈痛湯在治療GA過程中涉及到的生物學(xué)功能和途徑,本研究使用R語言對(duì)候選靶點(diǎn)進(jìn)行GO富集分析和KEGG富集分析,P值小于0.05的GO術(shù)語或KEGG通路被認(rèn)為是有顯著意義的。
2.2.1 MSU溶液的制備 將1000 mg MSU,充分研磨后,加入36 mL 0.9%氯化鈉溶液,再加入4 mL吐溫-80(兩者體積比為 9∶1),再加入1 mL 1.5 mol·L-1NaOH,加熱攪拌,配制成25 mg·mL-1的MSU混懸液,4℃保存,用前搖勻。
2.2.2 雙氯芬酸鈉混懸液的制備 將200 mg雙氯芬酸鈉緩釋片溶于299 mL超純水中,制成質(zhì)量濃度為0.67 mg·mL-1的雙氯芬酸鈉混懸液,密封。
2.2.3 當(dāng)歸拈痛湯制備 稱取處方量中藥飲片,于煎藥煲中加入800 mL蒸餾水將各味藥物浸泡30 min。武火煮沸后轉(zhuǎn)文火煎煮40 min,將藥液倒出備用。往藥煲中加入600 mL蒸餾水進(jìn)行二次煎煮,武火煮沸后文火煎煮30 min。將兩次煎煮所得藥液混合,紗布過濾后轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮至0.56 g·mL-1。冷卻后裝入滅菌50 mL離心管中-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
將24只雄性SPF級(jí)SD大鼠標(biāo)準(zhǔn)飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后進(jìn)行編號(hào)(1~24號(hào)),采用隨機(jī)數(shù)字表法分為空白對(duì)照組、模型對(duì)照組、雙氯芬酸鈉組、當(dāng)歸拈痛湯中藥組,每組各6只。除空白對(duì)照組外,其余3組大鼠參照Coderre等[7]造模方法予大鼠右后側(cè)踝關(guān)節(jié)一次性注射25 mg·mL-1MSU溶液0.2 mL,建立急性GA模型,以關(guān)節(jié)囊對(duì)側(cè)鼓起為注入標(biāo)準(zhǔn)??瞻讓?duì)照組大鼠右后側(cè)踝關(guān)節(jié)注射0.2 mL生理鹽水。于造模后開始灌胃給藥,每日1次,灌藥周期參照臨床治療周期,共7 d。
驗(yàn)證造模成功的標(biāo)準(zhǔn):肉眼觀察造模后大鼠右踝關(guān)節(jié)明顯紅腫、行走緩慢。炎癥高峰時(shí)可見造模關(guān)節(jié)較健側(cè)關(guān)節(jié)紅腫明顯,皮溫升高,骨性標(biāo)志消失,足爪卷曲、行走遲緩,嚴(yán)重者后肢過度俯曲跛行,甚則表現(xiàn)為三足步態(tài),提示造模成功。
雙氯芬酸鈉組按成人每日雙氯芬酸鈉緩釋片常用量150 mg,依據(jù)人與大鼠的體表面積轉(zhuǎn)換系數(shù),按照成人體重70 kg換算得出每日藥物用量為13.39 mg·kg-1;大鼠當(dāng)歸拈痛湯組藥量為每日11.25 g·kg-1;空白對(duì)照組與模型對(duì)照組予0.9%氯化鈉溶液灌胃。各組灌胃量均為20 mL/(kg·d)(5 mL)。
2.5.1 一般情況 觀察大鼠精神、毛發(fā)、行動(dòng)、飲食、排便、死亡等情況。
2.5.2 關(guān)節(jié)腫脹度測定 造模前,在大鼠右踝關(guān)節(jié)上方 0.5 mm 處用記號(hào)筆劃一條清晰的直線,用自制簡易足趾容積測量裝置分別于造模前(0 h)、造模后4、8、24、48、72 h測定大鼠關(guān)節(jié)容積(將10 mL針筒和2.5 mL 針筒相連接,將大鼠右后肢按照劃線放入10 mL針筒內(nèi),讀數(shù),另一側(cè)2.5 mL針筒液面的前后差值即為足趾容積值)。
關(guān)節(jié)腫脹度=造模后各時(shí)間點(diǎn)關(guān)節(jié)容積-造模前關(guān)節(jié)容積。
2.5.3 樣本采集 給藥結(jié)束后所有大鼠禁食12 h,不禁水,隨后處死取材,腹腔注射水合氯醛麻醉,麻醉劑量為9 mg·kg-1,腹主動(dòng)脈取血,血液靜置1~2 h,離心15 min(4℃、3500 r·min-1,離心半徑15.7 cm),吸取上層血清,分裝,-20℃保存。以大鼠受試踝關(guān)節(jié)為中心,常規(guī)備皮、消毒,切取關(guān)節(jié)囊,分離滑膜組織,保存所需組織。
2.5.4 肝功能、腎功能、IL-1β、IL-13、TNF-α檢測 以全自動(dòng)生化分析儀檢測大鼠肝功能[谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)]、腎功能[尿素(UREA)和肌酐(CREA)]水平。按試劑盒說明,常規(guī)方法測定大鼠血清中IL-1β、IL-13、TNF-α的濃度。
2.5.5 關(guān)節(jié)滑膜組織病理學(xué)觀察 取各組大鼠關(guān)節(jié)滑膜組織多聚甲醛固定24 h后脫水,依次進(jìn)行脫水、石蠟包埋、切片,載玻片固定后脫蠟、乙醇梯度脫水、蒸餾水浸洗后蘇木素浸染3 min,伊紅浸染1 s,脫水烘干后中性樹膠封片,于光學(xué)顯微鏡下觀察。
2.5.6 關(guān)節(jié)滑膜組織TLR4、NF-κB-p65蛋白表達(dá)檢測 提取關(guān)節(jié)滑膜組織總蛋白,BCA法測定組織蛋白濃度,將所有樣本蛋白調(diào)整至同一濃度后,100℃使蛋白變性,5 min后放置于冰上冷卻,離心取上清液。以每孔10 μL上樣,進(jìn)行電泳,待指示劑到達(dá)距凝膠下端約0.5 cm處時(shí)取出膠板,并在低溫條件下轉(zhuǎn)膜,轉(zhuǎn)膜結(jié)束立即取出PVDF膜,放置于5%BSA室溫封閉,2 h后,用1×TBST洗膜3次,5 次·min-1。加入抗體TLR4(1∶1000)、NF-κB(1∶1000)、β-actin(1∶2000),4℃孵育過夜,1×TBST清洗3次,5 次·min-1。加入HRP標(biāo)記的山羊抗鼠二抗(1∶2000),室溫孵育2 h,1×TBST清洗5次,15 次·min-1。配制化學(xué)發(fā)光檢測試劑(試劑A∶試劑B=1∶1)并與膜孵育2 min,曝光顯影。以β-actin蛋白表達(dá)量進(jìn)行校正,借助Image J軟件分析各蛋白灰度值。
采用 SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料呈正態(tài)分布,用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),組間兩兩比較,若方差齊,采用LSD 法;方差不齊,采用Tamhane’s T2 法。偏態(tài)分布資料以中位數(shù)(四分位數(shù)間距)[M(Q25,Q75)]表示,采用非參數(shù)檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1.1 當(dāng)歸拈痛湯活性成分及候選靶點(diǎn)的篩選從TCMSP數(shù)據(jù)庫中篩選出來自15種中藥的315個(gè)活性成分。檢索結(jié)果表明羌活中活性成分15個(gè),防風(fēng)中18個(gè)、升麻中17個(gè)、葛根中4個(gè)、白術(shù)中7個(gè)、當(dāng)歸中2個(gè)、黨參中21個(gè)、甘草中92個(gè)、苦參中45個(gè)、黃芩中36個(gè)、知母中15個(gè)、茵陳中13個(gè)、豬苓中11個(gè)、澤瀉中10個(gè)、蒼術(shù)中9個(gè)。通過TCMSP數(shù)據(jù)庫檢索并刪除重復(fù)靶點(diǎn)后,共獲得253種活性成分的潛在作用靶點(diǎn)。同時(shí),從GeneCards及OMIM數(shù)據(jù)庫中共獲得疾病靶點(diǎn)1762個(gè),并將活性成分潛在作用靶點(diǎn)和GA相關(guān)靶點(diǎn)均轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)基因名。Venn交集處理之后獲得兩者的共同靶點(diǎn)110個(gè),這些靶點(diǎn)被認(rèn)為是當(dāng)歸拈痛湯治療GA的候選靶點(diǎn)?!爸兴?活性成分-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)中含有311個(gè)節(jié)點(diǎn)和1194條邊。在該網(wǎng)絡(luò)中,從活性成分角度來看,甘草異黃酮(licoisoflavone,63343-94-2)、漢黃芩素(wogonin,632-85-9)、磷脂查爾酮(glypallichalcone,146763-58-8)、鱗葉甘草素A(glepidotin A,42193-83-9)、粗毛甘草素C(glyasperin C,142474-53-1)等可能是當(dāng)歸拈痛湯治療GA的關(guān)鍵活性成分。
3.1.2 當(dāng)歸拈痛湯治療GA的PPI網(wǎng)絡(luò)分析為了探究共同靶點(diǎn)之間的互作關(guān)系,將其導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)分析平臺(tái),以人為目標(biāo)物種,生成TSV文件。用Cytoscape 3.6.1軟件構(gòu)建PPI,如圖1所示共得到108個(gè)有效節(jié)點(diǎn),1867條邊,節(jié)點(diǎn)越大表明靶點(diǎn)degree值(度值)越高,在PPI網(wǎng)絡(luò)中,度值較高的蛋白在中心關(guān)聯(lián)中起著重要的作用。以度值大小作為評(píng)價(jià)指標(biāo),獲得排名前20的候選靶點(diǎn),分別是VEGFA、STAT3、PTGS2、PPARG、VCAM1、RELA、MMP9、MYC、NFKBIA、STAT1、SERPINE1、PPARA、MMP2、MTOR、IL-6、NOS3、SELE、JUN、SPP1、MAPK3。
圖1 當(dāng)歸拈痛湯治療GA的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)Fig 1 Protein interaction network of Danggui Niantong decoction for gouty arthritis
3.1.3 高頻藥物的GO分析和KEGG分析 通過使用R4.1.1數(shù)據(jù)包對(duì)所篩選出的基因列表進(jìn)行GO富集分析功能,選取P<0.01的20條通路得到氣泡圖,見圖2。分子功能中排名前3的分別是DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、磷酸酶結(jié)合和RNA聚合酶Ⅱ特異性DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合。生物過程排名前3的分別是對(duì)脂多糖的反應(yīng)、對(duì)細(xì)菌來源分子的反應(yīng)和對(duì)營養(yǎng)水平的反應(yīng)。細(xì)胞成分排名前3的是膜筏、膜微區(qū)和囊泡腔。
圖2 當(dāng)歸拈痛湯治療GA的GO富集分析Fig 2 GO enrichment analysis of Danggui Niantong decoction in GA treatment
通過KEGG通路富集篩選得到175條信號(hào)通路,故選取P<0.01的30條通路,見圖3。經(jīng)過KEGG通路富集篩選,選取與GA相關(guān)的通路,發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)基因在NF-κB信號(hào)通路(NF-κB signaling pathway)、Toll樣受體信號(hào)通路(Toll-like receptor signaling pathway)及TNF信號(hào)通路(TNF signalingpathway)上富集的較多。
圖3 當(dāng)歸拈痛湯作用靶點(diǎn)的KEGG富集分析Fig 3 KEGG enrichment analysis of the target of Danggui Niantong decoction
3.2.1 一般情況 造模前各組大鼠精神良好,反應(yīng)迅捷,毛發(fā)有光澤,飲食排便正常。造模后,除空白對(duì)照組外,其余各組大鼠均出現(xiàn)不同程度的右踝關(guān)節(jié)紅腫、足爪卷曲、行走遲緩、跛行,甚至表現(xiàn)為三足步態(tài)。模型對(duì)照組與給藥組大鼠均出現(xiàn)活動(dòng)量及飲食量減少,體重減輕。模型對(duì)照組大鼠出現(xiàn)精神倦怠,反應(yīng)遲鈍,毛發(fā)枯槁,大便稀溏;給藥組大鼠精神欠佳,皮毛欠光澤,好于模型對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)期間未出現(xiàn)大鼠死亡。
3.2.2 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠型空關(guān)節(jié)腫脹度的影響 造模后4 h,模型對(duì)照組踝關(guān)節(jié)腫脹度較空白對(duì)照組顯著升高(P<0.01);造模后8 h,模型對(duì)照組較空白對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),各給藥組關(guān)節(jié)腫脹度均有降低,雙氯芬酸鈉組較模型對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);造模后模型對(duì)照組較空白對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),給藥組關(guān)節(jié)腫脹度持續(xù)降低,造模后48、72 h與模型對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05),見表1。
表1 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹度的影響(±s,n=6,mL)Tab 1 Effect of Danggui Niantong decoction on ankle swelling in GA rats (±s,n=6,mL)
表1 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹度的影響(±s,n=6,mL)Tab 1 Effect of Danggui Niantong decoction on ankle swelling in GA rats (±s,n=6,mL)
注:與空白對(duì)照組比較,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。Note:Compared with the blank control group,##P<0.01;compared with the model control group,*P<0.05,**P<0.01.
組別劑量/(g·kg-1)造模后時(shí)間4 h8 h24 h48 h72 h空白對(duì)照組0.16±0.040.14±0.040.08±0.050.05±0.050.03±0.04模型對(duì)照組0.66±0.10##0.64±0.10##0.57±0.10##0.50±0.09##0.41±0.04##雙氯芬酸鈉組0.000 670.63±0.070.47±0.09*0.36±0.07**0.28±0.05**0.14±0.04**當(dāng)歸拈痛湯組0.560.67±0.130.50±0.140.46±0.130.38±0.10*0.21±0.05**
3.2.3 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠血清炎癥因子水平的影響 血清炎癥因子IL-1β、TNF-α、IL-13在模型對(duì)照組中較空白對(duì)照組均顯著升高(P<0.01),IL-1β、TNF-α各給藥組中均有降低,與模型對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05)。IL-13給藥組較模型差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。具體見表2。
表2 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠血清IL-1β、IL-13、TNF-α的影響(±s,n=6)Tab 2 Effect of Danggui Niantong decoction on the serum IL-1β,IL-13 and TNF-α in GA rats (±s,n=6)
表2 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠血清IL-1β、IL-13、TNF-α的影響(±s,n=6)Tab 2 Effect of Danggui Niantong decoction on the serum IL-1β,IL-13 and TNF-α in GA rats (±s,n=6)
注:與空白對(duì)照組比較,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。Note:Compared with the blank control group,##P<0.01;compared with the model control group,*P<0.05,**P<0.01.
組別劑量/(g·kg-1)IL-1β/(pg·mL-1)IL-13/(pg·mL-1)TNF-α/(pg·mL-1)空白對(duì)照組24.32±1.39 8.17±0.4368.44±3.10模型對(duì)照組31.82±2.10##17.99±1.08##83.21±3.20##雙氯芬酸鈉組0.000 6725.51±0.82**16.38±1.2367.95±0.89**當(dāng)歸拈痛湯組0.5626.80±1.28**16.34±1.0479.24±1.83*
3.2.4 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠肝腎功能的影響如表3所示,與空白對(duì)照組相比,模型對(duì)照組ALT、AST差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;除雙氯芬酸鈉組ALT較模型對(duì)照組下降外,其余各給藥組ALT、AST水平與模型對(duì)照組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示各組藥物未對(duì)大鼠肝功能造成不良損害。
表3 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠ALT、AST的影響(±s,n=6)Tab 3 Effect of Danggui Niantong decoction on ALT and AST in GA rats (±s,n=6)
表3 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠ALT、AST的影響(±s,n=6)Tab 3 Effect of Danggui Niantong decoction on ALT and AST in GA rats (±s,n=6)
注:與模型對(duì)照組比較,*P<0.05。Note:Compared with the model control group,*P<0.05.
組別劑量/(g·kg-1)ALT/(U·L-1)AST/(U·L-1)空白對(duì)照組33.24±1.51137.87±27.18模型對(duì)照組34.59±2.40138.33±31.57雙氯芬酸鈉組0.000 6726.50±4.33*158.02±45.26當(dāng)歸拈痛湯組0.5633.82±4.36103.05±10.60
如表4所示,與空白對(duì)照組相比,模型對(duì)照組UREA、CREA差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;除雙氯芬酸鈉組UREA較模型對(duì)照組有所下降(P<0.05),其余各組UREA、CREA與模型對(duì)照組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示各組藥物未對(duì)大鼠腎功能造成不良損害。
表4 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠UREA、CREA的影響(±s,n=6)Tab 4 Effect of Danggui Niantong decoction on UREA and CREA of GA rats (±s,n=6)
表4 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠UREA、CREA的影響(±s,n=6)Tab 4 Effect of Danggui Niantong decoction on UREA and CREA of GA rats (±s,n=6)
注:與模型對(duì)照組比較,*P<0.05。Note:Compared with the model control group,*P<0.05.
CREA/(μmol·L-1)空白對(duì)照組6.19±1.0943.61±5.61模型對(duì)照組7.03±1.3043.78±6.64雙氯芬酸鈉組0.000 674.28±0.88*41.01±4.54當(dāng)歸拈痛湯組0.564.95±0.641.08±4.93組別劑量/(g·kg-1)UREA/(mmol·L-1)
3.2.5 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠踝關(guān)節(jié)組織病理學(xué)的影響 根據(jù)大鼠踝關(guān)節(jié)HE染色結(jié)果可知,空白對(duì)照組大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜組織的細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,層次清晰,無腫脹增生,未見或僅見極少量炎性細(xì)胞浸潤;模型對(duì)照組滑膜細(xì)胞增生,局部可見細(xì)胞變性壞死,大量炎性細(xì)胞浸潤。雙氯芬酸鈉組相比于模型對(duì)照組,炎性細(xì)胞明顯減少,部分滑膜細(xì)胞增生,當(dāng)歸拈痛湯組見少量炎性細(xì)胞浸潤,局部有滑膜輕度增生。見圖4。
3.2.6 當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜組織中TLR4、NF-κB-p65蛋白表達(dá)的影響 由圖5~6可知,TLR4蛋白在模型對(duì)照組中表達(dá)較空白對(duì)照組升高(P<0.01),雙氯芬酸鈉組、當(dāng)歸拈痛湯組表達(dá)較模型對(duì)照組降低(P<0.05,P<0.01)。NF-κB-p65蛋白在模型對(duì)照組中表達(dá)較空白對(duì)照組升高(P<0.01),雙氯芬酸鈉組與當(dāng)歸拈痛湯組表達(dá)較模型對(duì)照組降低(P<0.05,P<0.01)。
圖5 各組TLR4、NF-κB-p65蛋白表達(dá)電泳Fig 5 Electrophoresis of TLR4,NF-κB-p65 protein expression in each group
圖6 當(dāng)歸拈痛湯對(duì) GA 大鼠 TLR4/β-actin、NF-κB-P65/β-actin 的影響Fig 6 Effect of Danggui Tiantong decoction on TLR4/β-actin and NFκB-P65/β-actin in GA rats
當(dāng)歸拈痛湯出自《醫(yī)學(xué)啟源》,是清熱利濕、疏風(fēng)止痛之名方,方中君藥羌活透利關(guān)節(jié)、防風(fēng)祛風(fēng)勝濕止痛;臣藥升麻、葛根引陰中之陽上行以解表疏風(fēng),白術(shù)、蒼術(shù)燥濕健脾以化濕;方中所用除濕藥性偏苦燥,易傷氣血津液,故以黨參、當(dāng)歸益氣養(yǎng)血,并取當(dāng)歸活血散瘀止痛之效,苦參、黃芩、知母、茵陳泄?jié)駸?、除煩痛,且知母能防苦燥之藥傷陰,祛邪不傷正;豬苓、澤瀉淡滲利濕,導(dǎo)其留飲,共為佐藥;使藥(炙)甘草調(diào)和諸藥。大量實(shí)驗(yàn)與臨床研究證明了當(dāng)歸拈痛湯治療GA的有效性,其能夠改善骨損傷和滑膜纖維化、抑制滑膜增生、炎性細(xì)胞浸潤[8-18]。痛風(fēng)和高尿酸血癥病證結(jié)合診療指南也指出當(dāng)歸拈痛湯治療GA的作用已被認(rèn)可[19]。雙氯芬酸鈉在臨床上使用較為廣泛,是治療GA的首選非甾體類藥物,故本實(shí)驗(yàn)選用雙氯芬酸鈉作為陽性對(duì)照藥物。此次實(shí)驗(yàn)中模型大鼠踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)紅腫熱痛等急性炎癥表現(xiàn),病理組織切片顯示的炎性細(xì)胞浸潤、關(guān)節(jié)腔贅生物和滑膜增生等,宏觀角度證明了當(dāng)歸拈痛湯能減輕大鼠關(guān)節(jié)腫脹與疼痛,減輕炎性浸潤與滑膜增生,初步驗(yàn)證了當(dāng)歸拈痛湯的有效性。
既往對(duì)當(dāng)歸拈痛湯治療GA抗炎有效性的研究很多,但對(duì)其機(jī)制方面的研究較少。為深入研究當(dāng)歸拈痛湯治療GA的作用機(jī)制,本文采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法篩選出當(dāng)歸拈痛湯治療GA的315個(gè)活性成分、30條通路和110個(gè)靶點(diǎn)?;诰W(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)獲取的多種活性成分,甘草異黃酮、漢黃芩素、磷脂查爾酮、鱗葉甘草素A、粗毛甘草素C等對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)較多,可能是治療GA的主要活性成分。甘草異黃酮為甘草黃酮中的其中一類,其中以異甘草素為代表。異甘草素能抑制巨噬細(xì)胞的極化,下調(diào)前列腺素和IL-6的表達(dá)[20-21]。痛風(fēng)患者體內(nèi)高水平的尿酸鈉和炎癥因子能夠刺激巨噬細(xì)胞表面的CD14、TLR4,在細(xì)胞內(nèi)激活I(lǐng)L-1受體相關(guān)激酶2(IRAK2),進(jìn)而上調(diào)NF-κB信號(hào),促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1型極化,引起IL-1β、IL-6等促炎因子分泌,且M1型巨噬細(xì)胞的過度積聚會(huì)加劇炎癥反應(yīng)[22-27]。異甘草素還能抑制TLR4的二聚化,阻滯炎性信號(hào)傳導(dǎo)而減少炎性因子和炎癥介質(zhì)的合成釋放[28]。更有研究發(fā)現(xiàn),異甘草素通過阻止NF-κB抑制因子(IκB)的磷酸化和降解,抑制了TNF-α誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞層的黏附和NF-κB的激活,從而抑制炎癥反應(yīng)。管燕等[29]也從基因與蛋白水平證明了甘草黃酮可降低TNF-αmRNA和IL-1βmRNA的轉(zhuǎn)錄水平并抑制TNF-α的蛋白表達(dá),有明顯的抗炎活性;并且驗(yàn)證了甘草查爾酮A對(duì)NF-κB活性的抑制作用。漢黃芩素在獲取的活性成分中位列第二,其不僅能通過抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路,發(fā)揮抗炎作用[30-32],還能抑制炎性因子、黏附分子、趨化因子等聚集于關(guān)節(jié)滑膜處[33]。有學(xué)者認(rèn)為其機(jī)制可能是漢黃芩素在結(jié)晶表面形成保護(hù)膜從而減少結(jié)晶黏附[34]。
基于GO富集與KEGG富集分析篩選出3條重要通路:Toll樣受體、NF-κB及TNF信號(hào)通路。Toll樣受體(TLR)是膜結(jié)合受體,在先天免疫細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞)上表達(dá),TLRs通過誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和共刺激分子的上調(diào)來引起先天免疫的快速激活。TLR最常見的為可溶性的TLR4,大量研究表明TLR4/NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路在GA的炎癥反應(yīng)中起著重要作用[35]。MSU結(jié)晶能直接激活TLR4,其通過MyD88依賴途徑可與MyD88相互作用,使活化的MyD88募集下游絲/蘇氨酸蛋白激酶IRAKⅠ和IRAKⅡ,隨后IRAK4將IRAKI磷酸化并使之分離,分離出的IRAKⅠ與TNF受體相關(guān)蛋白6(TRAF6)結(jié)合,激活轉(zhuǎn)化生長因子激活性激酶1(TAK1),磷酸化了B細(xì)胞k輕肽基因增強(qiáng)子抑制劑(IKK)復(fù)合體,從而釋放NF-κB,調(diào)控下游炎癥因子IL-1、lL-6、TNF-α等的釋放,介導(dǎo)痛風(fēng)炎癥反應(yīng)[36]。
TNF也是介導(dǎo)炎癥的重要通路,其能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型極化,分泌促炎因子[37]?;罨腡NF與其主要受體結(jié)合,介導(dǎo)下游NF-κB信號(hào)通路的信號(hào)傳導(dǎo),以促進(jìn)炎癥反應(yīng)。此次研究結(jié)果顯示,TLR4、NF-κB-p65蛋白在模型對(duì)照組中表達(dá)較空白對(duì)照組升高,當(dāng)歸拈痛湯干預(yù)后兩者表達(dá)較模型對(duì)照組降低,證明當(dāng)歸拈痛湯能夠有效抑制TLR4、NF-κB的信號(hào)傳導(dǎo),抑制炎癥反應(yīng)。
基于PPI,篩選并分析發(fā)現(xiàn)Rel A(P65)和PTGS2是兩個(gè)較為重要的靶點(diǎn)。Rel A(P65)亞基是NF-κB家族5個(gè)成員之一,NF-κB是其亞基的同源/異源二聚體,NF-κB作為二聚體調(diào)節(jié)與免疫、炎癥相關(guān)的基因。NF-κB可由TNF-α、IL-1誘導(dǎo)激活,其依賴于IKK介導(dǎo)的Ser32和36上的NF-kB抑制劑(IκBα)磷酸化和降解的途徑,使p50/p65 NF-κB二聚體進(jìn)入細(xì)胞核并激活基因轉(zhuǎn)錄,這在炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡過程中起重要作用。PTGS2即前列素內(nèi)環(huán)氧化物合成酶2(COX-2),是炎癥反應(yīng)的另一重要因素。研究顯示,在炎性環(huán)境下,關(guān)節(jié)中的滑膜組織會(huì)產(chǎn)生前列腺素,增加COX-2活性,而引起關(guān)節(jié)疼痛[38]。雙氯芬酸鈉能抑制環(huán)氧化酶活性,從而阻斷前列腺素的生成以治療GA[39]。通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測分析,當(dāng)歸拈痛湯可能也存在與雙氯芬酸鈉相似的作用機(jī)制。
研究顯示GA患者會(huì)出現(xiàn)血清IL-1β、TNF-α等炎癥因子含量升高,滑膜組織不連續(xù),炎性細(xì)胞浸潤及關(guān)節(jié)腔贅生物等表現(xiàn)[40-42]。關(guān)節(jié)炎發(fā)作期間,大量中性粒細(xì)胞向關(guān)節(jié)浸潤聚集并受MSU晶體激活,隨之活化的中性粒細(xì)胞與MSU晶體接觸產(chǎn)生和釋放活化的IL-1β,形成網(wǎng)狀沉淀[43-44];同時(shí)也會(huì)釋放TNF-α、IL-6等進(jìn)一步激活局部炎癥,加劇疼痛[45-47]。在炎性滑膜組織中,MSU向關(guān)節(jié)軟骨表面遷移,侵蝕關(guān)節(jié)軟骨,破壞關(guān)節(jié)組織。IL-13在GA治療過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗炎活性,能有效下調(diào)IL-1β、IL-6和TNF-α等促炎因子生成[48-51]。但I(xiàn)L-13與IL-4、IL-10等抗炎因子不同,其在GA急性期表現(xiàn)為低水平,在GA緩解期則處于高水平[52]。本研究采集大鼠樣本時(shí)已過GA急性發(fā)作期,模型對(duì)照組大鼠血清炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-13顯著升高,與GA炎癥反應(yīng)特點(diǎn)一致。證明通過當(dāng)歸拈痛湯的干預(yù),明顯減少了GA模型大鼠體內(nèi)及組織中炎性介質(zhì)的釋放。
有學(xué)者對(duì)當(dāng)歸拈痛湯干預(yù)后的GA模型進(jìn)行了體重的組間和組內(nèi)比較,均未發(fā)現(xiàn)顯著差異,提示當(dāng)歸拈痛湯對(duì)體重?zé)o明顯影響,安全、可行[53],網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法篩選出的重要化學(xué)成分,甘草異黃酮與漢黃芩素均有護(hù)肝的功效[54-56],本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了當(dāng)歸拈痛湯對(duì)GA大鼠模型沒有造成肝損傷。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中通路、靶點(diǎn)以及活性成分的篩選結(jié)果,本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為當(dāng)歸拈痛湯通過調(diào)控TLR4、NF-κB、TNF-α等相關(guān)通路,增加抑炎因子IL-13水平,減少TNF-α、IL-1β等炎性因子釋放,從而干預(yù)GA,且甘草異黃酮、漢黃芩素可能為發(fā)揮抗炎作用的關(guān)鍵成分。本研究證明了當(dāng)歸拈痛湯能通過多靶點(diǎn)、多途徑實(shí)現(xiàn)抗痛風(fēng)作用,并結(jié)合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證了當(dāng)歸拈痛湯干預(yù)GA的效果。然而當(dāng)歸拈痛湯中藥成分較多且有效物質(zhì)基礎(chǔ)復(fù)雜,因此在未來研究中,本課題將繼續(xù)完善當(dāng)歸拈痛湯的有效成分研究,進(jìn)一步明確其治療GA的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外,本實(shí)驗(yàn)僅從蛋白水平闡明了當(dāng)歸拈痛湯的作用效果,其基因水平是否發(fā)生變化還有待驗(yàn)證。