夏凡林,沈磊瑩,曹 陽,林子晶
(1.上海城建職業(yè)學(xué)院,上海 201415;2.上海交通大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院,上海 200011;3.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院,重慶 400016)
多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)是一種慢性、自身免疫性和神經(jīng)退行性疾病,以中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘為主要病理特征。據(jù)報(bào)道,全球大約有250多萬人罹患MS。該病的發(fā)病機(jī)制目前尚未明確,可能與遺傳、環(huán)境、感染和自身免疫等有關(guān),其中“自身免疫學(xué)說”是研究熱點(diǎn)之一。該學(xué)說指出,MS的產(chǎn)生是由于髓鞘堿性蛋白(MBP)對(duì)自身免疫系統(tǒng)進(jìn)行攻擊,導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)髓鞘脫失,從而導(dǎo)致各種神經(jīng)功能障礙的發(fā)生[1]。目前,國內(nèi)外學(xué)者依據(jù)“自身免疫學(xué)說”開發(fā)出了Glatiramer acetate、Fingolimod等新藥治療MS,但其價(jià)格昂貴且患者耐受性差,臨床應(yīng)用有限。近年來,中藥治療MS因其療效穩(wěn)定、毒副作用小及復(fù)發(fā)率低的特點(diǎn)引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注[2]。
多發(fā)性硬化在中醫(yī)學(xué)中無對(duì)應(yīng)的名稱,根據(jù)其癥狀及體征可歸屬于“痿證”。其主要病機(jī)是患者多素體稟賦不足,復(fù)感受外邪,導(dǎo)致體內(nèi)痰瘀凝結(jié),誘發(fā)腦髓、脊髓病變。治療應(yīng)以補(bǔ)腎益氣、活血化瘀為主要治療原則。薯蕷塊莖是常用中藥材山藥,中醫(yī)學(xué)認(rèn)為薯蕷具有益腎氣、健脾胃、止泄痢、化痰涎、舒筋活血、截瘧等功效。薯蕷皂苷是其主要活性成分,屬于甾體皂苷類化合物之一。藥理學(xué)研究顯示,薯蕷皂苷具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗腫瘤和抗凋亡等活性[3]。褚春民等[4]研究發(fā)現(xiàn),薯蕷皂苷對(duì)膠原性關(guān)節(jié)炎模型大鼠具有良好的雙向免疫調(diào)節(jié)作用,被認(rèn)為是非常具有開發(fā)前景的免疫調(diào)節(jié)劑。鑒于此,筆者推測薯蕷皂苷可能通過改善免疫炎癥損傷而延緩MS進(jìn)展。核因子κB(NF-κB)屬于轉(zhuǎn)錄因子,與細(xì)胞增殖、分化、凋亡和炎癥反應(yīng)等密切相關(guān)[5]。與健康人比較,MS患者腦脊液、血清、腦組織和脊髓組織中NF-κB表達(dá)水平均有所升高[6];且臨床上常用于治療MS的藥物[如醋酸格拉替雷、干擾素β(IFN-β)等]均可通過抑制NF-κB的表達(dá)而發(fā)揮作用[7]。這提示阻斷NF-κB表達(dá)可能是防治MS的有效手段[8]?;诖?,本研究采用髓鞘堿性蛋白(MBP)+完全弗氏佐劑(CFA)誘導(dǎo)建立EAE小鼠模型,觀察薯蕷皂苷是否可以通過抑制NF-κB活性而改善MS小鼠神經(jīng)炎癥反應(yīng)及阻止疾病的進(jìn)展,旨在探討薯蕷皂苷對(duì)MS的免疫調(diào)節(jié)作用,為其臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 雌性C57BL/6小鼠40只,健康狀況良好,SPF級(jí),10周齡,體質(zhì)量20~30 g,購于斯貝福(北京)生物技術(shù)有限公司,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0002,動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(京)2016-0037。所有小鼠均飼養(yǎng)于上海交通大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,室溫(24±2)℃,每12 h明暗交替,自由攝食、飲水。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,采用脊椎脫臼法處死小鼠,本實(shí)驗(yàn)所有操作均符合中華人民共和國《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》和上海交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利和倫理相關(guān)規(guī)定。
1.2 藥物與試劑 薯蕷皂苷原料藥(海純優(yōu)生物科技有限公司,批號(hào):180704,純度:≥98%);氯化鈉注射液(齊魯制藥有限公司,批號(hào):20180911,規(guī)格:500 mL∶450 mg);CFA(內(nèi)含減毒結(jié)核分枝桿菌H37RA(美國Sigma公司,批號(hào):170902);百日咳毒素(美國Sigma公司,批號(hào):P7208);兔抗小鼠MBP多克隆抗體(上海澤葉生物科技有限公司,批號(hào):181207);兔抗小鼠抗離子化鈣結(jié)合適配分子1(IBA-1)多克隆抗體(日本W(wǎng)AKO公司,批號(hào):180922);兔抗小鼠抗神經(jīng)膠質(zhì)原纖維酸性蛋白(GFAP,批號(hào):SC201809)、IFN-γ(批號(hào):SC201294)、白細(xì)胞介素-4(IL-4,批號(hào):SC201502)、IL-17(批 號(hào):SC201607)、IL-22(批號(hào):SC201711)、Nod樣受體蛋白-3(NLRP-3,批號(hào):SC201609)、NF-κB多克隆抗體(批號(hào):SC201602)(美國Santa Cruz公司);β-actin抗體(美國Santa Cruz公司,批號(hào):SC201801);Alexa Fluor488/568/594結(jié)合生物素標(biāo)記的羊抗小鼠IgG二抗(美國Invitrogen公司,批號(hào):A11029);抗CD4單克隆抗體(武漢生物制品研究所公司,批號(hào):180922);抗小鼠F4/80抗體(美國Abcam公司,批號(hào):ab204451);抗小鼠Hinstone H3抗體(北京百奧萊博科技有效公司,批號(hào):181108);IFN-γ(批號(hào):191108)、IL-4(批 號(hào):180911)、IL-17(批號(hào):191220)、IL-22(批號(hào):180723)、NLRP-3酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)檢測試劑盒(批號(hào):180711)(南京森貝伽生物科技有限公司);胎牛血清、結(jié)晶紫染液、4’,6-二脒基-2-苯基吲哚二鹽酸鹽(DAPI)染液(美國Sigma公司);蘇木精-伊紅(HE)染液(上海實(shí)驗(yàn)試劑有限公司);蛋白裂解液、胞質(zhì)或核蛋白提取試劑盒、BCA蛋白定量試劑盒、ECL染色試劑盒(北京百奧萊博科技有限公司);固藍(lán)(luxol fast blue,LFB)染液(上海經(jīng)科化學(xué)科技有限公司);SDS緩沖液(上海榕柏生物技術(shù)有限公司公司);Trans AMTM NF-κB p65活性檢測試劑盒(美國Active Motif公司,批號(hào):521455deo);其余試劑均為分析純,水為滅菌注射用水。
1.3 主要儀器ELX808型酶標(biāo)儀(美國BioTek公司);CM1950型冷凍切片機(jī)(北京格美勝達(dá)醫(yī)療設(shè)備有限公司);IX51型熒光顯微鏡(日本Olympus公司);CX43型光學(xué)顯微鏡[奧林巴斯(中國)有限公司];JIDI-16R型高速冷凍離心機(jī)(廣州吉迪儀器有限公司);Odyssey 9120雙色紅外激光成像系統(tǒng)儀器(美國LICOR公司);680型全自動(dòng)酶標(biāo)儀(美國BIO-RAD公司)。
1.4 造模與分組 所有小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后,隨機(jī)分為對(duì)照組、模型組、薯蕷皂苷低劑量組、薯蕷皂苷高劑量組,每組10只。除對(duì)照組外,其余小鼠參考練高建等[9]的研究建立EAE模型:取MBP 15 mg,用磷酸鹽緩沖液(PBS,pH 7.2)5 mL稀釋,得質(zhì)量濃度為3 mg/mL的MBP溶液,再將同體積的CFA(內(nèi)含減毒結(jié)核分枝桿菌H37RA)與之混合。將上述混合溶液于4℃下進(jìn)行乳化,得乳化液。于小鼠脊柱段兩側(cè)任意2點(diǎn)皮下注射乳化液0.2 mL(內(nèi)含MBP 300μg)進(jìn)行免疫,并于免疫當(dāng)日同時(shí)腹腔注射百日咳毒素0.5 mL(即200 ng/只)以復(fù)制EAE模型。取造模小鼠脊髓組織進(jìn)行HE染色,若出現(xiàn)脊髓血管周圍炎性細(xì)胞浸潤、白質(zhì)脫髓鞘等癥狀,提示造模成功。
1.5 實(shí)驗(yàn)給藥 薯蕷皂苷溶液的配制以生理鹽水為溶劑,劑量參照人臨床常用劑量的5、10倍并通過人與小鼠的體質(zhì)量換算而得。于造模完成當(dāng)日(即為第0天)起,薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠按0.1 mL/10 g腹腔注射相應(yīng)藥物,劑量分別為60、120 mg/kg;對(duì)照組和模型組小鼠腹腔注射等體積生理鹽水,每日中午給藥,1次/d,連續(xù)20 d。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 一般情況及神經(jīng)功能評(píng)分 每日由同一研究者觀察各組小鼠進(jìn)食、飲水、排便、活動(dòng)度、體質(zhì)量等一般情況,并對(duì)小鼠神經(jīng)功能進(jìn)行評(píng)估。參照文獻(xiàn)[3]進(jìn)行評(píng)分,0分:無明顯異常;1分:尾巴癱瘓;2分:共濟(jì)失調(diào),后肢麻痹性癡呆;3分:雙后肢癱瘓;4分:四肢癱瘓;5分:瀕死狀態(tài)或死亡。分別記錄造模前及造模后第5、10、15、20天各組小鼠的體質(zhì)量及神經(jīng)功能評(píng)分情況。
1.6.2 血清炎癥因子水平 于造模后第20天,腹腔注射10%水合氯醛溶液(4 mL/kg)進(jìn)行麻醉,于小鼠眼球取血并分離血清。采用ELISA法以酶標(biāo)儀于450 nm波長處檢測各組小鼠血清IFN-γ、IL-4、IL-17、IL-22、NLRP3水平,嚴(yán)格按照相應(yīng)試劑盒說明書操作。
1.6.3 組織形態(tài)學(xué)觀察 于取血后處死各組小鼠,取出脊髓組織,置于4%多聚甲醛溶液中固定24 h后,使用冷凍切片機(jī)切片(厚度約16μm),經(jīng)HE染色后使用光學(xué)顯微鏡觀察各組小鼠脊髓組織中免疫細(xì)胞的浸潤情況(浸潤細(xì)胞呈藍(lán)紫色);經(jīng)LPB染色后使用光學(xué)顯微鏡觀察其脊髓組織脫髓鞘情況(髓鞘呈藍(lán)白色)。
1.6.4 脊髓組織中CD3、F4/80、GFAP、IBA-1蛋白表達(dá) 采用免疫熒光染色法檢測。取“1.6.3”項(xiàng)下脊髓組織切片,用PBS洗滌2次,用3%過氧化氫孵育20 min以抑制內(nèi)源性過氧化物酶活性。隨后用5%胎牛血清阻斷1 h,分別加入CD3、F4/80、GFAP、IBA-1抗體(稀釋度均為1∶200),于4℃下孵育過夜;經(jīng)PBS洗滌3次后,于室溫下加入Alexa Fluor 488/568/594結(jié)合生物素標(biāo)記的IgG二抗(稀釋度為1∶500),室溫孵育1~2 h;經(jīng)PBS洗滌3次,用DAPI染色后,以中性樹脂封片,使用熒光顯微鏡觀察CD3、F4/80、GFAP、IBA-1的表達(dá)情況(根據(jù)其綠色/紅色熒光強(qiáng)弱來判定其表達(dá)強(qiáng)弱)。上述試驗(yàn)重復(fù)3次。
1.6.5 脊髓組織中炎癥蛋白(IFN-γ、IL-4、IL-17、IL-22、NLRP3、NF-κB及p-NF-κB)的表達(dá)水平 采用Western blotting法檢測。取各組大鼠脊髓組織適量,勻漿后,加入蛋白裂解液提取細(xì)胞的總蛋白,分別使用胞質(zhì)或核蛋白提取試劑盒提取細(xì)胞的胞漿或胞核蛋白,冰上裂解25 min后,于4℃下以1 000 g離心5 min,將上清液轉(zhuǎn)移至EP管中,加入SDS緩沖液適量,煮沸5 min使蛋白變性。取變性后的蛋白進(jìn)行SDS-PAGE,隨后轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,用5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,加入相應(yīng)一抗(稀釋度均為1∶500),4℃孵育過夜,用TBST溶液清洗5 min×3次;隨后加入二抗(1∶1 000),室溫孵育2 h,用TBST溶液清洗5 min×3次。經(jīng)ECL顯色后,使用Odyssey 9120雙色紅外激光成像系統(tǒng)儀器分析蛋白條帶的灰度值,以目的蛋白與內(nèi)參(β-actin或Histone 3)的灰度值比值表示目的蛋白的相對(duì)表達(dá)量。上述試驗(yàn)重復(fù)3次。
1.6.6 NF-κB p65與DNA結(jié)合活性檢測 按“1.6.4”項(xiàng)下方法提取各組小鼠脊髓組織的核蛋白,參考Trans AMTM NF-κB p65活性檢測試劑盒說明書,使用酶標(biāo)儀于450 nm波長處檢測吸光度值,其吸光度值越高,表示NF-κB p65與DNA結(jié)合活性越強(qiáng)。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析或重復(fù)測量方差分析,兩兩比較用LSD-t法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組小鼠的一般情況 對(duì)照組小鼠生存狀態(tài)良好,食量、活動(dòng)和大小便均未見異常,造模前后的神經(jīng)功能評(píng)分均為0分;模型組小鼠自造模后第10天起出現(xiàn)EAE癥狀,如疲憊、后肢無力、尾拖地等,其體質(zhì)量(造模后第10~20天)明顯減少,神經(jīng)功能評(píng)分(造模后第10~20天)明顯升高(P<0.05)。薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠上述癥狀均有不同程度的改善,薯蕷皂苷高劑量組小鼠體質(zhì)量(造模后第10~20天)明顯增加,且薯蕷皂苷高劑量組明顯高于薯蕷皂苷低劑量組;薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠神經(jīng)功能評(píng)分(造模后第10~20天)均明顯降低,且薯蕷皂苷高劑量組明顯低于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05)。(見表1~2、圖1~2)
表1 各組小鼠體質(zhì)量比較(±s,g)
表1 各組小鼠體質(zhì)量比較(±s,g)
注:F時(shí)間主效應(yīng)=23.517,P時(shí)間主效應(yīng)=0.000;F分組主效應(yīng)=21.326,P分組主效應(yīng)=0.000;F交互效應(yīng)=17.218,P交互效應(yīng)=0.000;與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與薯蕷皂苷低劑量組比較,cP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg) 造模前 造模后5 d造模后10 d造模后15 d造模后20 d F P對(duì)照組 10 - 22.09±7.21 22.62±7.82 22.98±8.13 23.41±7.99 23.65±8.14 0.129 0.887模型組 10 - 23.82±8.43 21.82±8.12 20.35±7.09a 18.63±6.58a 18.15±5.66a 7.213 0.003薯蕷皂苷低劑量組 10 60 22.09±7.95 21.67±7.11 21.02±6.84 19.02±6.73 18.94±5.82 6.490 0.005薯蕷皂苷高劑量組 10 120 23.40±8.45 22.42±7.65 22.31±6.93bc 22.97±6.67bc 23.14±7.65bc 0.074 0.929 F 0.162 0.056 4.238 5.641 8.284 P 0.851 0.946 0.025 0.009 0.002
圖1 各組小鼠體質(zhì)量比較的交互效應(yīng)輪廓圖
圖2 各組小鼠神經(jīng)功能評(píng)分比較的交互效應(yīng)輪廓圖
2.2 各組小鼠血清炎癥因子水平比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠血清IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3水平均明顯升高(P<0.05),而IL-4水平明顯降低(P<0.05);與模型組比較,薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠血清IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3水平均明顯降低(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組血清IFN-γ、IL-17、NLRP3明顯低于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05);薯蕷皂苷低、高劑量組血清IL-4水平均明顯升高(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組明顯高于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05)。(見表3)
表3 各組小鼠血清炎癥因子水平比較(±s,pg/mL)
表3 各組小鼠血清炎癥因子水平比較(±s,pg/mL)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與薯蕷皂苷低劑量組比較,cP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg) IFN-γ IL-4 IL-17 IL-22 NLRP-3對(duì)照組 10 - 11.23±1.09 36.92±2.77 16.73±2.26 17.58±4.36 19.75±2.46模型組 10 - 33.73±4.81a 19.83±1.25a 31.22±2.47a 65.73±7.33a 31.25±3.41a薯蕷皂苷低劑量組 10 60 21.73±2.35b 26.48±2.24b 21.36±1.97b 21.09±5.13b 23.47±3.59b薯蕷皂苷高劑量組 10 120 15.72±3.11b c 30.91±2.47b c 15.09±2.48b c 22.15±5.22b c 20.93±2.44b c
2.3 各組小鼠脊髓組織形態(tài)學(xué)變化 對(duì)照組未見明顯的單核細(xì)胞浸潤,模型組可見大量的單核細(xì)胞浸潤,薯蕷皂苷低、高劑量組單核細(xì)胞浸潤明顯減少。LFB染色結(jié)果顯示,對(duì)照組未見明顯的脊髓脫髓鞘變化,模?型組可見明顯的脫髓鞘改變,薯蕷皂苷低、高劑量組脫髓鞘改變明顯減少。(見圖3)
圖3 各組小鼠脊髓組織形態(tài)學(xué)
表2 各組小鼠神經(jīng)功能評(píng)分比較(±s,分)
表2 各組小鼠神經(jīng)功能評(píng)分比較(±s,分)
注:F時(shí)間主效應(yīng)=32.471,P時(shí)間主效應(yīng)=0.000;F分組主效應(yīng)=42.362,P分組主效應(yīng)=0.000;F交互效應(yīng)=36.283,P交互效應(yīng)=0.000;與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與薯蕷皂苷低劑量組比較,cP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只) 給藥劑量(mg/kg)造模前 造模后5 d造模后10 d造模后15 d造模后20 d F P對(duì)照組 10 - 0 0 0 0 0模型組 10 - 0 0 0.22±0.15a 2.64±0.66a 3.02±0.72a 70.869 0.000薯蕷皂苷低劑量組 10 60 0 0 0.23±0.17b 1.02±0.53b 1.95±0.61b 32.610 0.000薯蕷皂苷高劑量組 10 120 0 0 0.09±0.03b c 0.17±0.09b c 0.97±0.49b c 28.519 0.000 F 16.499 65.193 27.896 P 0.000 0.000 0.000
2.4各組小鼠脊髓組織中CD4、F4/80、GFAP、IBA-1蛋白表達(dá)比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠脊髓組織中CD4、F4/80、GFAP、IBA-1蛋白表達(dá)均明顯增加;與模型組比較,薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠脊髓組織中CD4、F4/80、GFAP、IBA-1蛋白表達(dá)均有不同程度的減少。(見圖4)
圖4 各組小鼠脊髓組織中CD4、F4/80、GFAP、IBA-1表達(dá)比較(×20,小方格中為×200,比例尺為50μm)
2.5 各組小鼠脊髓組織中炎癥蛋白表達(dá)比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠脊髓組織中IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3蛋白的相對(duì)表達(dá)量均明顯升高(P<0.05),而IL-4的相對(duì)表達(dá)量明顯降低(P<0.05)。與模型組比較,薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠脊髓組織中IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3的相對(duì)表達(dá)量均明顯降低(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組低于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05);而IL-4的相對(duì)表達(dá)量均明顯升高(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組高于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05)。(見圖5、表4)
表4 各組小鼠脊髓組織中IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3蛋白表達(dá)比較(±s)
表4 各組小鼠脊髓組織中IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3蛋白表達(dá)比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與低劑量組比較,cP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只) 給藥劑量(mg/kg)IFN-γ IL-4 IL-17 IL-22 NLRP3對(duì)照組 10 - 0.49±0.12 1.98±0.15 0.42±0.05 0.51±0.11 0.62±0.07模型組 10 - 0.85±0.12a 0.72±0.08a 0.87±0.11a 0.92±0.13a 1.25±0.12a薯蕷皂苷低劑量組 10 60 0.54±0.21b 1.16±0.10b 0.52±0.11b 0.65±0.09b 1.01±0.05b薯蕷皂苷高劑量組 10 120 0.39±0.06b c 1.78±0.08b c 0.38±0.05b c 0.56±0.06b c 0.87±0.07b c
圖5 各組小鼠脊髓組織中IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3蛋白表達(dá)電泳圖
2.6 各組小鼠脊髓組織中NF-κB表達(dá)比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠脊髓組織細(xì)胞核中NF-κB的相對(duì)表達(dá)量明顯升高(P<0.05),細(xì)胞質(zhì)中NF-κB的相對(duì)表達(dá)量明顯降低(P<0.05)。與模型組比較,薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠脊髓組織細(xì)胞核中NF-κB的相對(duì)表達(dá)量均明顯升高(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組明顯高于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05);細(xì)胞質(zhì)中NF-κB的相對(duì)表達(dá)量均明顯降低(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組明顯低于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05)。(見圖6、表5)
圖6 各組小鼠脊髓組織中NF-κB蛋白表達(dá)電泳圖
表5 各組小鼠脊髓組織中NF-κB蛋白表達(dá)及DNA結(jié)合活性比較(±s)
表5 各組小鼠脊髓組織中NF-κB蛋白表達(dá)及DNA結(jié)合活性比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與低劑量組比較,cP<0.05
NF-κB蛋白表達(dá) NF-κB p65與細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì) DNA結(jié)合的OD值對(duì)照組 10 - 0.45±0.11 1.21±0.18 0.18±0.03模型組 10 - 1.38±0.26a 0.34±0.05a 1.35±0.19a薯蕷皂苷低劑量組10 60 1.09±0.17b 0.69±0.12b 1.16±0.14b薯蕷皂苷高劑量組10 120 0.65±0.12b c 0.92±0.12b c 0.76±0.08b c組別 動(dòng)物數(shù)(只) 給藥劑量(mg/kg)
2.7 各組小鼠脊髓組織中NF-κB p65與DNA結(jié)合活性比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠脊髓組織細(xì)胞核中NF-κB p65與DNA結(jié)合的活性顯著增加(P<0.05)。與模型組比較,薯蕷皂苷低、高劑量組小鼠NF-κB p65與DNA結(jié)合的活性均明顯降低(P<0.05),且薯蕷皂苷高劑量組明顯低于薯蕷皂苷低劑量組(P<0.05)。(見表5)
MS是一種慢性自身免疫性中樞炎性疾病,伴有大腦神經(jīng)細(xì)胞大量損傷和死亡[10]。NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄因子,與免疫炎癥、氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖和分化等密切相關(guān)[11]。NF-κB激活在MS發(fā)病中有重要意義,阻斷NF-κB功能可能是防治MS的有效手段。IFN-γ、IL-17、IL-22屬于促炎細(xì)胞因子,而IL-4為抗炎細(xì)胞因子,有研究發(fā)現(xiàn)MS患者血清中IFN-γ、IL-17、IL-22表達(dá)水平升高,而IL-4水平下降[12-13]。NF-κB可以調(diào)控IFN-γ、IL-17、IL-22、IL-4的表達(dá)[14-15]。NLRP3是炎癥小體,NF-κB可以靶向NLRP3而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫炎癥[16]。膠質(zhì)細(xì)胞激活后可引起炎癥反應(yīng),使組織中炎癥因子水平升高,促進(jìn)MS的發(fā)生發(fā)展。
本研究建立了EAE小鼠模型對(duì)MS進(jìn)行研究。EAE是以特異性致敏的CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)為主的,以及以中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)小血管周圍出現(xiàn)單個(gè)核細(xì)胞浸潤及髓鞘脫失為特征的自身免疫性疾病,是模擬MS的理想動(dòng)物模型。本研究采用MBP+CFA對(duì)小鼠進(jìn)行免疫,約10 d后小鼠出現(xiàn)明顯的EAE癥狀,如精神疲憊、后肢無力、尾拖地和體質(zhì)量下降等,且模型組神經(jīng)功能評(píng)分及體質(zhì)量均明顯低于對(duì)照組,且小鼠脊髓出現(xiàn)了典型的脊髓損傷的病理改變,脊髓損傷區(qū)域出現(xiàn)大量免疫細(xì)胞,且星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物GFAP和小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物IBA-1明顯激活,提示造模成功,這與既往報(bào)道類似[4]。同時(shí),與對(duì)照組比較,模型組小鼠血清IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3水平均明顯升高,而IL-4水平明顯降低。HE染色結(jié)果顯示,模型組可見大量的單核細(xì)胞浸潤。LFB染色結(jié)果顯示,模型組可見明顯的脫髓鞘改變,同時(shí),可見脊髓組織中CD4、F4/80、IBA-1、GFAP,IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3蛋白的相對(duì)表達(dá)量均明顯升高,IL-4的相對(duì)表達(dá)量明顯降低;模型組脊髓組織細(xì)胞核中NF-κB的相對(duì)表達(dá)量明顯升高,細(xì)胞質(zhì)中NF-κB的相對(duì)表達(dá)量明顯降低,NF-κB p65與DNA結(jié)合的活性明顯增加。進(jìn)一步驗(yàn)證了MS脊髓組織中出現(xiàn)了典型的自身免疫炎癥反應(yīng),而這一過程與NF-κB的激活,并促進(jìn)炎癥因子的大量釋放有關(guān)。
薯蕷皂苷屬于甾體皂苷,具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗腫瘤和抗凋亡等活性[17-18]。既往研究顯示,薯蕷皂苷可以通過抑制NF-κB而改善酒精性肝纖維化、缺血性腦卒中、肝臟缺血再灌注損傷等病理改變。本研究發(fā)現(xiàn),薯蕷皂苷可顯著改善MS小鼠的一般情況和神經(jīng)功能評(píng)分,且可以減少脊髓損傷區(qū)域單核細(xì)胞浸潤和脊髓脫髓鞘的發(fā)生。中樞免疫炎癥性損傷是MS的重要發(fā)病機(jī)制之一[19],本研究發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷干預(yù)后脊髓組織中活化的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞明顯減少,并且星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的活化受到抑制,提示薯蕷皂苷可以通過改善中樞免疫炎癥損傷而發(fā)揮治療MS的作用。
本研究中薯蕷皂苷干預(yù)后實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反性腦脊髓炎模型小鼠血清及脊髓組織中相關(guān)炎癥因子水平明顯降低,且NF-κB向胞核轉(zhuǎn)移明顯減弱,故我們推測薯蕷皂苷可能是通過阻斷NF-κB的胞核轉(zhuǎn)移途徑來影響炎癥蛋白表達(dá),從而發(fā)揮保護(hù)EAE小鼠的作用。
綜上所述,薯蕷皂苷可以改善EAE小鼠脊髓病理損傷,并且能夠改善外周血和脊髓組織中炎癥因子表達(dá),其機(jī)制可能是抑制NF-κB從細(xì)胞質(zhì)移位至細(xì)胞核,進(jìn)而抑制NF-κB激活。本實(shí)驗(yàn)屬于初步研究,存在一定不足,如未設(shè)立陽性對(duì)照藥物組,在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中將進(jìn)一步開展研究。