吳敏,劉濤峰,劉小平,曹宇,章緯,汪長中(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,安徽 合肥 3001;.安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,安徽 合肥 30031;3.安徽省中醫(yī)藥科學(xué)院中西醫(yī)結(jié)合研究所,安徽 合肥 3001;4.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中藥復(fù)方安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 3001)
尋常型銀屑病(Psoriasis vulgaris)是一種常見的慢性免疫炎癥性皮膚病,影響全球近6 000 萬人口[1],發(fā)病率呈上升趨勢。尋常型銀屑病的主要特征為復(fù)發(fā)性鱗片狀紅色斑塊及丘疹,可累及任何部位的皮膚,以肘部、膝蓋及頭皮更為常見[2],且與高血壓、肥胖、Ⅱ型糖尿病等多種疾病密切關(guān)聯(lián)[3],但缺乏特效治療藥物。一般認(rèn)為銀屑病的發(fā)生與遺傳易感性及環(huán)境因素相關(guān)[4],但確切的發(fā)病機(jī)制尚不明確。新近研究[5]證實(shí),核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NLRP3)炎癥小體過度活化,并產(chǎn)生大量白細(xì)胞介素1β(IL-1β)等炎性因子,在銀屑病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。抑制NLRP3炎癥小體活性的藥物能夠緩解銀屑病皮損部位的免疫炎癥性損傷,從而改善其臨床癥狀[6]。復(fù)方澤漆沖劑由澤漆、大青葉、白花蛇舌草、土茯苓、板藍(lán)根、大血藤、半枝蓮、黃芩、貫眾、龍膽草、莪術(shù)、五味子等中藥組成,是安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的特色中藥制劑,臨床應(yīng)用能明顯改善進(jìn)行期尋常性銀屑病患者的臨床癥狀,降低異常升高的血清腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-8 水平,改善微血管情況[7-8]。故本研究擬從NLRP3炎癥小體角度探討復(fù)方澤漆沖劑對尋常型銀屑病的作用及機(jī)制,以期為中醫(yī)藥治療尋常型銀屑病提供參考。
1.1 動(dòng)物雄性BALB/c 小鼠56 只,SPF 級,4~6 周齡,(20±2)g,購于杭州子源實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號:SCXK(浙)2019-0004,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量合格證號:20210927Abzz0105000646。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)安徽中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn),批文號:AHUCM-mouse-2021113。
1.2 藥物及試劑復(fù)方澤漆沖劑,安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,批號:20201230;5%咪喹莫特軟膏,四川明欣藥業(yè)有限責(zé)任公司,批號:39210802;甲氨蝶呤片,上海上藥信誼藥廠有限公司,批號:191213;NLRP3 抑制劑(MCC950),上海宏葉生物科技有限公司,批號:GC316443;凡士林軟膏,廣東恒健制藥有限公司,批號:210903。復(fù)方澤漆沖劑、甲氨蝶呤片均以生理鹽水配制為混懸液,MCC950 以磷酸鹽緩沖液(PBS,pH=7.4)溶解,4 ℃保存,用前混勻。
IL-1β ELISA 檢測試劑盒(批號:GR2021-11)、IL-18 ELISA 檢測試劑盒(批號:GR2021-11),武漢基因美生物科技有限公司;Novostart SYBR qPCR SuperMix Plus,安諾倫(北京)生物科技有限公司,批號:05229413;PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser,日本TaKaRa 公司,批號:AL21115A;NLRP3 抗體,成都正能生物制劑有限公司,批號:LL0311;凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(ASC)抗體,亞科因(武漢)生物技術(shù)有限公司,批號:ATUMR3205;半胱氨酸蛋白酶1(Caspase-1)抗體,艾博抗(上海)貿(mào)易有限公司,批號:GR3265120-7;蘇木素染液(批號:06252114)、醇溶伊紅染液(批號:06242112)、中性樹脂(批號:06272110),均購自上海埃德伯格科技集團(tuán)有限公司;RIPA 細(xì)胞裂解液,上海碧云天生物技術(shù)有限公司,批號:09271919023;十二烷基硫酸鈉(SDS,批號:723T033)、甘氨酸(批號:516V061)、Tris(批號:809C0730)、Tween-20(批號:1121S017),均購自北京索萊寶科技有限公司;TRIzol(批號:350508)、ECL 超敏發(fā)光試劑盒(批號:VC298015)、預(yù)染蛋白Marker(批號:00784045),均購自美國賽默飛世爾科技公司;山羊抗兔IgG(批號:202700514)、山羊抗小鼠IgG(批號:140193),均購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司;β-actin 抗體,生工生物工程(上海)股份有限公司,批號:20210806。
1.3 主要儀器PIKOREAL 96型熒光定量PCR儀,美國賽默飛世爾科技公司;VE-180型電泳槽、EPS300型電泳儀、VE-186型轉(zhuǎn)膜儀,上海天能科技有限公司;JS-1070P 型自動(dòng)曝光儀,上海培清科技有限公司;RT-6000型酶標(biāo)儀,深圳雷杜生命科學(xué)股份有限公司;YB-7LF 型生物組織包埋機(jī)、YT-7FB 型生物組織攤烤片機(jī)、ZT-12M型生物組織自動(dòng)脫水機(jī),湖北亞光醫(yī)療器械有限公司;RM2016型切片機(jī),上海徠卡儀器公司;JW-3021HR 型高速冷凍離心機(jī),安徽嘉文儀器裝備有限公司。
2.1 分組、模型復(fù)制[9]及給藥適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后,將56 只小鼠按照體質(zhì)量隨機(jī)分為7 組:正常組、模型組、甲氨蝶呤組(陽性藥組)、NLRP3 抑制劑組(MCC950組)及復(fù)方澤漆沖劑低、中、高劑量組,每組8只。各組小鼠背部使用小鼠剃毛器剃毛,裸露皮膚面積約為2 cm×3 cm,再用10% Na2S 脫去剩余毛發(fā);第1 天觀察脫毛區(qū)有無紅腫、破潰等異常反應(yīng);次日起,正常組小鼠背部脫毛區(qū)均勻涂抹凡士林軟膏,其余6 組小鼠背部脫毛區(qū)均勻涂抹5%咪喹莫特軟膏(每只62.5 mg),連續(xù)7 d。
造模同時(shí)給藥治療,按照小鼠與人體表面積換算給藥劑量,復(fù)方澤漆沖劑低、中、高劑量組按照9.75、19.5、29.25 g·kg-1劑量灌胃給藥,甲氨蝶呤組按照1 mg·kg-1劑量灌胃給藥,各組灌胃體積為10 mL·kg-1;正常組和模型組灌胃等體積生理鹽水;NLRP3 抑制劑組按照25 mg·kg-1劑量腹腔注射MCC950;每天給藥1次,連續(xù)7 d。
2.2 樣本采集末次給藥24 h后,各組小鼠予以摘除眼球取血,每只收集0.5 mL 血液;室溫下靜置0.5 h后,以2 000 r·min-1(離心半徑為10 cm)離心10 min,吸取上層血清,-20 ℃保存;取血后脫頸處死小鼠,取背部皮損區(qū)皮膚組織。
2.3 皮損指數(shù)評價(jià)采用PASI(Psoriasis area and severity index)評分[9]進(jìn)行銀屑病模型小鼠皮損指數(shù)評價(jià)。造模后每日拍照記錄小鼠皮損變化情況,對皮損處的紅斑、鱗屑、增厚程度分別進(jìn)行0~4 級評分(無,0 分;輕度,1 分;中度,2 分;重度,3 分;極重度,4分),將三者評分合計(jì)得到PASI總分。
2.4 HE 染色法觀察皮損組織病理變化采用4%多聚甲醛溶液固定新鮮的皮損組織后,經(jīng)過脫水、包埋、切片、脫蠟處理;然后進(jìn)行蘇木素染色,再放入伊紅溶液中染色3 min;最后經(jīng)乙醇梯度脫水、二甲苯透明、中性樹膠封片后,在光學(xué)顯微鏡下觀察皮損組織病理變化,并利用CaseViewer軟件測量皮損表皮厚度。
2.5 免疫組織化學(xué)法檢測皮損組織中NLRP3 蛋白表達(dá)水平取“2.4”項(xiàng)下制備的小鼠皮膚組織切片,經(jīng)二甲苯脫蠟、水化后,用檸檬酸鹽緩沖液進(jìn)行抗原熱修復(fù);待溫度降至室溫后,依次用3% H2O2室溫孵育,PBS 沖洗;然后滴加NLRP3(1∶200)抗體,置于37 ℃培養(yǎng)箱孵育60 min;PBST沖洗后滴加二抗,37 ℃下孵育30 min;PBST 沖洗后DAB 顯色,蒸餾水沖洗終止;然后用蘇木素襯染2~5 min,水洗干凈;1%鹽酸乙醇分化,再次水洗;切片經(jīng)碳酸鋰溶液藍(lán)化、常規(guī)脫水、二甲苯透明、中性樹膠封片后鏡檢。每只小鼠皮膚切片在200倍鏡下隨機(jī)選取1 個(gè)視野,細(xì)胞核呈藍(lán)色,陽性表達(dá)為棕色;采用Image-Pro Plus 6.0 軟件測定每個(gè)視野中的積分光密度(IOD)值,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.6 ELISA 法檢測小鼠血清IL-1β、IL-18 含量取“2.2”項(xiàng)下制備的小鼠血清,室溫下解凍后,嚴(yán)格按照試劑盒說明書步驟進(jìn)行操作,采用ELISA法檢測小鼠血清IL-1β、IL-18含量。
2.7 qRT-PCR 法檢測皮損組織NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA 表達(dá)水平取小鼠皮膚組織50~100 mg,液氮研磨成粉末,加入1 mL TRIzol 裂解液,提取總RNA,檢測RNA 濃度及純度。按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書步驟操作,合成cDNA,逆轉(zhuǎn)錄條件為:42 ℃、2 min,冰浴1 min;37 ℃、15 min;85 ℃、5 s。以cDNA 為模板,加入靶基因上、下游引物于10 μL反應(yīng)體系內(nèi),進(jìn)行PCR擴(kuò)增反應(yīng),反應(yīng)條件為:95 ℃預(yù)變性1 min,95 ℃變性20 s,60 ℃退火1 min,共40個(gè)循環(huán)。反應(yīng)結(jié)束后,根據(jù)擴(kuò)增曲線及熔解曲線判斷PCR 反應(yīng)特異性。結(jié)果以β-actin 為內(nèi)參,采用2-△△Ct法計(jì)算目的基因的相對表達(dá)水平,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物序列見表1。
表1 qRT-PCR 引物序列Table 1 qRT-PCR primer sequences
2.8 Western Blot 法檢測皮損組織中NLRP3、ASC、Caspase-1 蛋白表達(dá)水平稱取冷凍的小鼠背部皮損組織0.1 g 至勻漿器中,剪碎,充分研磨后,加入1 mL 組織蛋白裂解液;充分勻漿后,以4 ℃、12 000 r·min-1(離心半徑為10 cm)離心15 min,取上清液;采用BCA 法測定總蛋白濃度。加上樣緩沖液及蛋白制備樣品,沸水浴使蛋白變性;采用SDSPAGE 凝膠電泳分離蛋白,將凝膠中的蛋白轉(zhuǎn)印至PVDF 膜上;用5%脫脂牛奶在室溫下?lián)u床封閉1 h后,添加一抗[NLRP3、ASC、Caspase-1(1∶1 000)、β-actin(1∶1 000)],4 ℃下孵育過夜;TBST 洗膜3 次,添加辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗(1∶20 000),室溫下孵育1 h;TBST 洗膜3 次后,采用ECL化學(xué)發(fā)光法曝光顯影,拍照;采用ImageJ圖像分析軟件分析蛋白條帶灰度值,以β-actin 為內(nèi)參,對目的蛋白進(jìn)行半定量分析。
2.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示;多組間比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA),兩兩比較采用LSD 或Games-howell 法檢驗(yàn);以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損外觀的影響結(jié)果見圖1。與正常組比較,模型組小鼠在外涂5%咪喹莫特軟膏次日,造模區(qū)皮膚即可見少許粗糙;第3天可見皮膚上有少許紅斑,上有少許鱗屑,皮損稍增厚;第5天可見片狀紅斑,鱗屑較多,皮損厚度增加;第7天皮損顯著增厚,并出現(xiàn)典型紅斑、浸潤及鱗屑,PASI 評分顯著升高(P<0.01)。與模型組比較,給藥組小鼠背部造模區(qū)皮損紅斑及鱗屑明顯減少,浸潤程度明顯減輕,PASI 評分顯著降低(P<0.05,P<0.01)。結(jié)果表明,5%咪喹莫特軟膏對小鼠背部造模區(qū)的皮損病理學(xué)改變符合銀屑病特征,而復(fù)方澤漆沖劑可改善銀屑病樣小鼠的皮損。
3.2 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織病理形態(tài)變化及表皮厚度的影響結(jié)果見圖2。正常組小鼠背部皮膚表現(xiàn)為1~3 層角質(zhì)層細(xì)胞,3~5 層棘層細(xì)胞,基底層細(xì)胞完整,真皮淺層及血管周圍未見明顯炎性細(xì)胞浸潤。與正常組比較,模型組小鼠皮膚角化過度伴角化不全,棘層增厚、表皮突下延,真皮淺層淋巴細(xì)胞浸潤明顯,表皮厚度顯著增加(P<0.01)。與模型組比較,給藥組小鼠皮膚組織病理損傷程度明顯減輕,復(fù)方澤漆沖劑高劑量組、甲氨蝶呤組及NLRP3 抑制劑組小鼠的表皮厚度顯著降低(P<0.01)。結(jié)果表明,復(fù)方澤漆沖劑能抑制銀屑病樣小鼠表皮細(xì)胞增殖。
圖2 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織病理變化及表皮厚度的影響(HE 染色,×200;±s,n=8)Figure 2 Effects of Compound Zeqi Granules on skin lesions histopathological changes and skin thickness in psoriasis-like mice(HE staining,×200;±s,n=8)
3.3 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織中NLRP3表達(dá)的影響結(jié)果見圖3。與正常組比較,模型組小鼠皮損組織中NLRP3 蛋白表達(dá)量顯著升高(P<0.01)。與模型組比較,給藥組小鼠皮損組織中NLRP3 蛋白表達(dá)量均顯著降低(P<0.01)。結(jié)果表明,復(fù)方澤漆沖劑能抑制銀屑病樣小鼠皮損組織中NLRP3炎癥小體的表達(dá)。
圖3 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織中NLRP3 表達(dá)的影響(免疫組化,×200;±s,n=8)Figure 3 Effect of Compound Zeqi Granules on NLRP3 expression in skin lesion tissue of psoriasis-like mice(IHC,×200;±s,n=8)
3.4 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠血清中IL-1β、IL-18 水平的影響結(jié)果見圖4。與正常組比較,模型組小鼠血清IL-1β、IL-18 水平顯著升高(P<0.01);與模型組比較,給藥組小鼠血清IL-18水平均顯著降低(P<0.05,P<0.01),復(fù)方澤漆沖劑高劑量組、甲氨蝶呤組及NLRP3抑制劑組小鼠的血清IL-1β水平均顯著降低(P<0.01)。結(jié)果表明,復(fù)方澤漆沖劑能抑制銀屑病樣小鼠血清中炎癥因子IL-1β、IL-18的表達(dá)。
圖4 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠血清中IL-1β、IL-18 水平的影響(±s,n=8)Figure 4 Effects of Compound Zeqi Granules on serum IL-1β and IL-18 levels in psoriasis-like mice(±s,n=8)
3.5 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA 及蛋白表達(dá)的影響結(jié)果見圖5、圖6。與正常組比較,模型組小鼠皮損組織NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA 及蛋白表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.01)。與模型組比較,給藥組小鼠皮損組織NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA 及蛋白表達(dá)均顯著下調(diào)(P<0.05,P<0.01)。結(jié)果表明,復(fù)方澤漆沖劑能抑制銀屑病樣小鼠NLRP3炎癥小體的表達(dá)。
圖5 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA 表達(dá)的影響(±s,n=8)Figure 5 Effects of Compound Zeqi Granules on mRNA expressions of NLRP3,ASC and Caspase-1 in skin lesion tissue of psoriasislike mice(±s,n=8)
圖6 復(fù)方澤漆沖劑對銀屑病樣小鼠皮損組織NLRP3、ASC、Caspase-1 蛋白表達(dá)的影響(±s,n=8)Figure 6 Effects of Compound Zeqi Granules on protein expressions of NLRP3,ASC and Caspase-1 in skin lesion tissue of psoriasislike mice(±s,n=8)
銀屑病是多因素交互的復(fù)雜疾病,遺傳因素與環(huán)境因素在發(fā)病過程中發(fā)揮了重要作用[10-11],共同影響銀屑病的免疫病理性損傷。復(fù)方澤漆沖劑是安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院開發(fā)的用于治療銀屑病的院內(nèi)制劑。方中君藥澤漆、大青葉、白花蛇舌草清熱涼血解毒;臣藥土茯苓、板藍(lán)根、大血藤、半枝蓮能夠增強(qiáng)君藥清熱解毒之效;佐以黃芩、貫眾、龍膽草、莪術(shù)、五味子,共奏清熱涼血解毒、行氣活血消瘀之功。多年來的臨床應(yīng)用[7-8]表明,復(fù)方澤漆沖劑對內(nèi)有蘊(yùn)熱,郁于血分,復(fù)感毒邪所致的風(fēng)熱血燥型銀屑病療效顯著。
研究表明,IL-17/IL-23 軸在銀屑病發(fā)病過程中起重要作用[12-13],但隨著對銀屑病發(fā)病機(jī)制研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)NLRP3炎癥小體的過度活化也與銀屑病密切相關(guān),NLRP3炎癥小體被視為干預(yù)銀屑病的一個(gè)新的重要靶標(biāo)[5-6]。炎癥小體是由胞漿內(nèi)模式識別受體(PRRs)參與組裝的多蛋白復(fù)合物,是機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分。炎癥小體能夠識別病原相關(guān)分子模式(PAMPs)或宿主來源的危險(xiǎn)信號分子(DAMPs),招募并激活半胱天冬氨酶的前體(pro-Caspase-1);活化的Caspase-1 能夠切割I(lǐng)L-1β、IL-18 的前體,產(chǎn)生相應(yīng)的成熟細(xì)胞因子IL-1β、IL-18,以清除病原體或應(yīng)對危險(xiǎn)信號,發(fā)揮對宿主的防御保護(hù)作用[14]。在眾多炎癥小體中,針對NLRP3炎癥小體的研究最多,其活化失調(diào)可導(dǎo)致過度炎癥反應(yīng),并參與了包括銀屑病在內(nèi)的多種免疫炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展[15],抑制NLRP3炎癥小體的過度活化有助于銀屑病的治療。研究[16]發(fā)現(xiàn),尋常型銀屑病患者皮損與非皮損處皮膚比較,ASC、Caspase-1 mRNA 及蛋白表達(dá)水平均顯著上調(diào)。與正常皮膚比較,銀屑病患者受累表皮中NLRP3炎癥小體、IL-18和IL-1β表達(dá)水平明顯升高[17]。洋金花有效部位可以通過調(diào)控TLR7/8-MyD88-NF-κB 通路介導(dǎo)的NLRP3抑制咪喹莫特誘導(dǎo)的小鼠銀屑病樣皮損形成[9];人參皂苷Rg1 可通過抑制ROS/NLRP3 通路緩解小鼠銀屑病樣皮損[18]。本研究結(jié)果顯示,與正常組比較,外用5%咪喹莫特乳膏的模型組小鼠背部造模區(qū)銀屑病樣皮損處的NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA 及蛋白表達(dá)均顯著上調(diào),血清IL-1β、IL-18 水平顯著升高,與上述研究結(jié)果基本一致。而復(fù)方澤漆沖劑干預(yù)后,能夠明顯抑制銀屑病樣小鼠NLRP3炎癥小體的表達(dá),降低血清炎癥因子IL-1β、IL-18水平。
另有研究[12-13,19]指出,IL-23/Th17 軸在銀屑病發(fā)病過程中發(fā)揮了重要作用,Th17 細(xì)胞活化后能夠釋放IL-17、IL-22、IL-21等細(xì)胞因子,促進(jìn)角質(zhì)細(xì)胞過度增生,使表皮顯著增厚并向真皮生長,并逐漸衍變?yōu)槁匝装Y性皮膚損害。本課題組前期研究[20]發(fā)現(xiàn),復(fù)方澤漆沖劑能明顯改善尋常型銀屑病患者的臨床癥狀,降低血清IL-17、IL-22、IL-23、IL-8 及TNF-α等炎癥因子水平。研究[21]發(fā)現(xiàn),NLRP3炎癥小體活化所產(chǎn)生的IL-1β 能夠通過作用于Th17 細(xì)胞促進(jìn)IL-17 的產(chǎn)生。因此推測,復(fù)方澤漆沖劑調(diào)控NLRP3炎癥小體既可能通過直接活化所產(chǎn)生的IL-1β影響皮膚慢性炎癥性損害,也可能通過調(diào)控IL-23/Th17 軸影響皮損,具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步深入探討。
綜上所述,復(fù)方澤漆沖劑能改善銀屑病樣小鼠的皮損,可能與其抑制NLRP3炎癥小體的表達(dá),降低血清炎癥因子IL-1β、IL-18水平有關(guān)。