劉 君,董秋梅
(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院 呼和浩特 010100)
類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一種常見(jiàn)的慢性免疫介導(dǎo)疾病,在過(guò)去幾十年的研究中,RA 的發(fā)病機(jī)制仍然沒(méi)有被完全理解,世界人口的大約1%患有RA[1-2]。發(fā)病機(jī)制尚未明確,目前認(rèn)為多與環(huán)境,遺傳,腸道菌群等相關(guān)。有研究表明,腸道黏膜免疫在RA 病程中起著重要作用[3-4]。并且腸黏膜屏障功能障礙與關(guān)節(jié)炎的發(fā)病息息相關(guān)[5-6]。腸道作為機(jī)體消化、吸收的重要器官,腸黏膜是其重要保護(hù)屏障,也是人體的第一道防護(hù)體系,當(dāng)腸黏膜結(jié)構(gòu)被損傷,引起腸道細(xì)菌、內(nèi)毒素等穿過(guò)腸黏膜屏障入侵機(jī)體,引起機(jī)體的炎癥反應(yīng),使腸黏膜的通透性增加,腸內(nèi)抗原受刺激活化,激活致病性系統(tǒng)性免疫反應(yīng),導(dǎo)致滑膜、軟骨等損害[7-8]。同時(shí),受損的腸組織會(huì)出現(xiàn)ZO-1、claudin-1、occludin-1 等蛋白減少,進(jìn)而影響腸黏膜形態(tài)[9-10]。Toll 樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)是一種I 型跨膜蛋白,并表達(dá)于多種組織細(xì)胞中,可通過(guò)NF-κB 途徑啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[11]。TLR4 被激活會(huì)介導(dǎo)下游NF-κB 信號(hào)通路活化,在“腸黏膜屏障-關(guān)節(jié)軸”發(fā)病機(jī)制中起重要作用,并抑制相關(guān)炎性因子表達(dá)[12-13]。
訶子有良好的抗RA 效果,且治療RA 的蒙醫(yī)藥復(fù)方大多含有訶子[14]。訶子含有多酚類(lèi)活性成分,如訶子寧可抑制炎癥因子的表達(dá),從而延緩關(guān)節(jié)炎癥的發(fā)生發(fā)展[15-16]。前期研究發(fā)現(xiàn)訶子提取物可有效調(diào)節(jié)CIA 模型大鼠腸道菌群構(gòu)成,增加益生菌菌屬,降低大腸桿菌數(shù)量,且通過(guò)藥物分析法發(fā)現(xiàn)訶子多糖在訶子水提物中占比14.36%,含量較多[17]。推斷訶子多糖可能具有調(diào)節(jié)CIA模型大鼠腸道免疫的功能?,F(xiàn)代藥理研究表明訶子多糖具有抗氧化,提高免疫等功效,且關(guān)于其提取純化、提取工藝及含量測(cè)定的研究較多,尚未發(fā)現(xiàn)訶子多糖對(duì)CIA模型大鼠腸道免疫方面的影響[18-19]。本研究旨在探討訶子多糖是否通過(guò)抑制TLR4/NF-κB 通路,調(diào)節(jié)CIA 模型大鼠腸黏膜屏障,進(jìn)而緩解類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎癥狀。
雄性SD大鼠,80只,SPF級(jí);體重(170±10)g,鼠齡4-5 周,由北京科宇動(dòng)物養(yǎng)殖中心提供,許可證編號(hào):SCXK(京)2018-0010。飼養(yǎng)于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心實(shí)驗(yàn)室。
訶子多糖(購(gòu)自德思特生物公司提取的訶子多糖標(biāo)準(zhǔn)品,DST191023-196,經(jīng)紫外分光光度儀檢測(cè)純度≥98%);甲氨蝶呤片(上海信宜藥廠有限公司,H31020644)牛Ⅱ型膠原(Chondrex 公司,190306);不完全弗氏佐劑(Chondrex 公司,190425);NF-κBp50(Affinity 公司,AF6217);NF-κBp65(Affinity 公司,AF5006);TLR4(Affinity 公司,AF7017);IFN- γ(Affinity 公司,DF6045);ZO-1(Affinity 公司,AF5145);Claudin-1(Affinity公司,AF0127);Occludin-1(Affinity 公司,DF7504);SDS-PAGE 凝膠制備試劑盒(武漢百仟度生物科技有限公司,Ba1012);BCA 蛋白質(zhì)濃度測(cè)定試劑盒(武漢百仟度生物科技有限公司,Ba1086);ECL 化學(xué)發(fā)光檢測(cè)試劑盒(武漢百仟度生物科技有限公司,Ba1059);酶標(biāo)儀(Thermo 公司,muLISKANMK3);4℃離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf 公司,Centrifuge 5415R);掃描儀(EPSON公司,L4158)。
SD雄性大鼠80只,經(jīng)1周飼養(yǎng)后將大鼠隨機(jī)分為6組,并進(jìn)行造模。篩選造模成功的大鼠60只,分成正常組、模型組、甲氨蝶呤組、訶子多糖高劑量組、訶子多糖中劑量組、訶子多糖低劑量組(經(jīng)前期急性毒性實(shí)驗(yàn)測(cè)出訶子多糖高、中、低劑量組范圍),每組10只。
從4℃冰箱中取出液體型牛Ⅱ型膠原和不完全弗氏佐劑,以1∶1的比例混合相同的量后,在離大鼠尾根部約1 cm 處各注射0.2 mL,除正常對(duì)照組外。7天后,再次進(jìn)行強(qiáng)化免疫,劑量為每只0.1 mL[20]。免疫誘導(dǎo)21天后,將大鼠隨機(jī)分為6組:正常組、模型組、甲氨蝶呤組、高、中、低訶子多糖組。大鼠分別給予6 g·kg-1、3 g·kg-1和1.5 g·kg-1濃度的訶子多糖,每天一次,以及0.3 mg·kg-1的甲氨蝶呤,每周2次[21],灌胃28天。
每7 天觀察一次大鼠皮毛、體色、食欲、活動(dòng)和體重等一般情況,及爪關(guān)節(jié)有無(wú)紅腫等變化。造模前使用游標(biāo)卡尺測(cè)量大鼠后足足爪厚度,開(kāi)始灌胃后每周測(cè)量1 次。使用關(guān)節(jié)炎指數(shù)(Arhtritic index,AI)評(píng)分記錄關(guān)節(jié)炎的發(fā)生和嚴(yán)重程度,在此基礎(chǔ)上分為5 個(gè)級(jí)別(0-4 級(jí)):0 級(jí):未出現(xiàn)關(guān)節(jié)腫脹(0 分);1 級(jí):小腳趾關(guān)節(jié)腫脹(1 分);2 級(jí):趾關(guān)節(jié)和足底有腫脹(2 分);3 級(jí):踝關(guān)節(jié)以下腫脹(3 分);4 級(jí):整個(gè)踝關(guān)節(jié)腫脹(4 分)。上述采用肢體評(píng)分系統(tǒng)測(cè)定,累計(jì)得分AI 的最高分是16 分。RA 動(dòng)物模型成功建立至少1 只踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)腫脹,AI分?jǐn)?shù)達(dá)4分或以上[22]。
乙醚麻醉后開(kāi)始取血,血液標(biāo)本靜置30 min 后置于(3000 r·min-1)離心機(jī)內(nèi)離心10 min,取血清,-80℃保存待測(cè)。取血后,取下小腸組織和踝關(guān)節(jié)組織,清洗干凈后,將其置于裝有4%、10%的多聚甲醛采樣杯中分別固定24 h和48 h。
按照試劑盒說(shuō)明書(shū)及參照文獻(xiàn)[23]操作方法,采用雙抗體夾心法測(cè)定大鼠血清中IFN-γ、TLR4含量。主要操作步驟如下:將所用抗原用包被稀釋液稀釋到適當(dāng)濃度(1∶200),每孔抗原加入100 μL,置37℃ 4,h,棄去孔中液體,封閉酶標(biāo)反應(yīng)孔,5%小牛血清置37℃封閉40 min,封閉時(shí)將封閉液加滿各反應(yīng)孔,并去除各孔中的氣泡,封閉結(jié)束后用洗滌液滿孔洗滌3 遍,每遍3 min。加入待檢測(cè)樣品,采用1∶200 的稀釋度,將稀釋好的樣品加入酶標(biāo)反應(yīng)孔中,每樣品至少加雙孔,每孔100 μL,置于37℃,40-60 min。用洗滌液滿孔洗滌3遍,每遍3 min。加入酶標(biāo)抗體,每孔加100 μL,洗滌同前。加入底物液(現(xiàn)用現(xiàn)配):首選TMB-過(guò)氧化氫尿素溶液,OPD-過(guò)氧化氫底物液系統(tǒng)次之。底物加入量:每孔100 μL,置37℃避光放置3-5 min,加入終止液顯色,OPD 顯色后采用492 nm 波長(zhǎng),TMB 反應(yīng)產(chǎn)物檢測(cè)需要450 nm 波長(zhǎng)。檢測(cè)時(shí)一定要首先進(jìn)行空白孔系統(tǒng)調(diào)零,用測(cè)定標(biāo)本孔的吸收值與一組陰性標(biāo)本測(cè)定孔平均值的比值。
將多聚甲醛固定好的組織常規(guī)梯度脫水、石蠟包埋,切片,進(jìn)行HE 染色,做連續(xù)切片(4 μm)→將片子置于水浴鍋(37℃)內(nèi)展片→用標(biāo)記好的防脫載玻片撈片→將載玻片置于恒溫烤片機(jī)烤3 h(60℃)→二甲苯Ⅰ脫蠟10 min→二甲苯脫蠟Ⅱ10 min→無(wú)水乙醇5 min→95%乙醇5 min→90%乙醇5 min→80%乙醇3 min→蒸餾水3 min→蘇木精染色10 min→流水沖洗→1%鹽酸乙醇分化15 s→流水沖洗→伊紅染色40 s→80%乙醇30 s→90%乙醇30 s→95%乙醇1 min×2次→無(wú)水乙醇3 min×2 次→二甲苯3 min×2 次→封片,光學(xué)顯微鏡下觀察大鼠踝關(guān)節(jié)和小腸組織病理變化情況。
參照文獻(xiàn)[24],將包埋好的蠟塊切片至4-5 mm 厚度,經(jīng)脫蠟、水化、抗原修復(fù)后,PBS 沖洗3-5 次,分別滴加一抗IFN-γ,TLR4,NF-κBp50,NF-κBp65 抗體,4℃過(guò)夜。滴加二抗,37℃孵育60 min,DAB 顯色,自來(lái)水反復(fù)沖洗,HE復(fù)染,脫水、封片,于100倍鏡下照相,固定面積值,求各因子平均蛋白表達(dá)結(jié)果。
按照試劑盒說(shuō)明提取蛋白質(zhì),根據(jù)文獻(xiàn)[25]記錄方法,測(cè)定蛋白濃度后,對(duì)蛋白進(jìn)行變性處理。每孔采集總蛋白100 μg,每塊膠水恒流電源15 mA進(jìn)行電泳。轉(zhuǎn)膜后用含5%脫脂奶粉的TBST 室溫封膜2 h。一抗ZO-1、claudin-1、occludin-1 和GAPDH 分別稀釋為1∶250、1∶250、1∶250和1∶1000。將冰箱置于4℃下過(guò)夜。用TBST 沖洗PVDF 膜3 次,5 min。將PVDF 膜置于酶標(biāo)二抗(稀釋:1∶1000)中,室溫孵育2 h。用TBST 沖洗膜3 次,5 min。反應(yīng)5 分鐘后,熒光帶明顯,用濾紙吸收多余的襯底液,在天能自動(dòng)化學(xué)發(fā)光分析儀中曝光并拍照。將各組ZO-1、claudin-1、occludin-1 的相對(duì)蛋白表達(dá)水平與GAPDH(靶蛋白ID/內(nèi)參ID)進(jìn)行綜合灰度值比較。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均屬于計(jì)量資料,首先進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),符合用均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。其次進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn),若方差齊,使用單因素方差分析;方差不齊,用Games-Howell 檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS21.0 軟件統(tǒng)計(jì)分析,P<0.05 或P<0.01,提示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
造模前,各組大鼠足掌厚度無(wú)差異。造模成功后,各組大鼠足掌相繼開(kāi)始增厚,變紅腫。與正常組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);隨用藥時(shí)間增加,模型組大鼠足掌增厚程度嚴(yán)重,各用藥組足掌變厚厚度與模型組比較(P<0.01),其中訶子多糖高劑量組和甲氨蝶呤組下降最快,訶子多糖高劑量組與甲氨蝶呤組相比,兩者無(wú)明顯差異(P>0.01),見(jiàn)表1。
表1 訶子多糖對(duì)CIA大鼠足掌厚度的影響(n=10)
正常組大鼠踝關(guān)節(jié)及腳趾無(wú)紅腫,關(guān)節(jié)炎指數(shù)為0。模型組及用藥組大鼠AI 指數(shù)均高于正常組(P<0.01)。實(shí)驗(yàn)灌胃前,各組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)與正常組相比,有明顯差異(P<0.01);隨著灌胃時(shí)間增加,用藥組大鼠關(guān)節(jié)紅腫程度明顯下降,甲氨蝶呤組與訶子多糖中、低劑量組相比有顯著性差異(P<0.01),和高劑量組相比,無(wú)明顯差異(P>0.01),見(jiàn)表2。
表2 訶子多糖對(duì)CIA大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)的影響(n=10)
ELISA 結(jié)果示,模型組大鼠血清IFN-γ、TLR4 因子含量較正常組及各用藥組顯著增多(P<0.01);與模型組相比,甲氨蝶呤組及訶子多糖各組治療后因子水平明顯下降(P<0.01),IFN-γ、TLR4 在甲氨蝶呤組、訶子多糖高劑量組間無(wú)明顯差異(P>0.01);訶子多糖中、低劑量組的IFN-γ、TLR4 表達(dá)無(wú)明顯差異(P>0.01),見(jiàn)表3。
表3 訶子多糖對(duì)CIA大鼠血清IFN-γ、TLR4水平的影響(n=10)
HE 結(jié)果顯示,正常組踝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)正常,滑膜細(xì)胞排列整齊,未見(jiàn)異?;ぴ錾?,未見(jiàn)炎性細(xì)胞的浸潤(rùn),沒(méi)有軟骨破壞和新生血管等病理改變;模型組關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損,伴有軟骨細(xì)胞嚴(yán)重變性壞死,滑膜纖維組織異常增生,炎性細(xì)胞浸潤(rùn);訶子多糖高劑量組和甲氨蝶呤組關(guān)節(jié)腔內(nèi)有少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和少量滑膜增生,訶子多糖中、低劑量組治療效果不明顯,較其它治療組改善情況較弱(圖1)。
圖1 訶子多糖對(duì)CIA大鼠踝關(guān)節(jié)組織病理的影響(100×)
HE 結(jié)果顯示:正常組腸道組織結(jié)構(gòu)正常,粘膜上皮細(xì)胞排列整齊,未見(jiàn)減少或脫落;粘膜未見(jiàn)炎性細(xì)胞;模型組腸道組織結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重,大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),腸粘膜水腫、潰瘍嚴(yán)重,腺體杯狀細(xì)胞減少;甲氨蝶呤組和訶子多糖高組腸絨毛排列整齊,部分脫落,腸粘膜見(jiàn)輕微水腫,部分有少量炎性細(xì)胞;訶子多糖中組腸絨毛排列尚可,腸粘膜中度水腫,有中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),腺體杯狀細(xì)胞減少;訶子低組腸絨毛排列較亂,腸粘膜重度水腫,出現(xiàn)大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn);訶子多糖組高劑量組和甲氨蝶呤組出現(xiàn)輕度腸組織結(jié)構(gòu)異常,訶子多糖中、低劑量組治療效果較弱(圖2)。
圖2 訶子多糖對(duì)CIA大鼠小腸組織病理的影響(100×)
免疫組化結(jié)果顯示:與正常組相比,各組IFN-γ因子表達(dá)均升高(P<0.05),TLR4 表達(dá)顯著增高(P<0.01);與模型組相比,各組IFN-γ、TLR4 陽(yáng)性表達(dá)明顯降低(P<0.05);與甲氨蝶呤組相比,訶子多糖高、中、低劑量組有顯著性差異(P<0.01),見(jiàn)表4。
表4 訶子多糖對(duì)CIA大鼠小腸組織IFN-γ,TLR4表達(dá)的影響(n=10)
免疫組化結(jié)果顯示:與正常組相比,各組NFκBp50、NF-κBp65 因子表達(dá)差異顯著(P<0.01);與模型組相比,各組因子表達(dá)顯著降低(P<0.01);與甲氨蝶呤組相比,各組有顯著性差異(P<0.01),見(jiàn)表5。
表5 訶子多糖對(duì)CIA大鼠踝關(guān)節(jié)組織NF-κBp50、NF-κBp65表達(dá)的影響(n=10)
Western blot 結(jié)果顯示:甲氨蝶呤組的ZO-1、claudin-1、occludin-1 蛋白與正常組相比,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);訶子多糖高、中、低劑量組的ZO-1、claudin-1 與正常組比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),訶子多糖高、中劑量組與模型組相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而訶子多糖低劑量組的occludin-1 與模型組相比,無(wú)顯著性差異(P>0.05),見(jiàn)圖3-4。
圖3 訶子多糖對(duì)CIA大鼠小腸組織中ZO-1、claudin-1及occludin-1蛋白表達(dá)的影響
圖4 訶子多糖對(duì)CIA大鼠小腸組織中ZO-1、claudin-1及occludin-1蛋白表達(dá)的影響
NF-κB 在RA 中扮演著至關(guān)重要的角色,p50 和p65是NF-κB通路在細(xì)胞中最常見(jiàn)、最主要的形式,且經(jīng)過(guò)二聚活化后可調(diào)控眾多細(xì)胞因子的表達(dá),導(dǎo)致大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),引起或加重機(jī)體炎癥反應(yīng)[26-27]。NFκB 的激活可提高TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8 等因子的轉(zhuǎn)錄水平[28-30]。INF-γ 的表達(dá)與RA 及腸道炎癥反應(yīng)相關(guān),并影響NF-κB 的激活[31-32],而TLR4 通過(guò)活化NF-κB 通路使其轉(zhuǎn)入核內(nèi),啟動(dòng)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致IL-6、IL-17、IL-1β 等炎癥因子釋放,加劇滑膜炎產(chǎn)生[33-34]。本研究觀察發(fā)現(xiàn)訶子多糖有效降低CIA大鼠血清和小腸組織IFN-γ、TLR4 的表達(dá),降低滑膜組織NFκBp50、NF-κBp65炎癥因子。訶子多糖可以有效治療CIA 大鼠關(guān)節(jié)炎癥狀,并緩解其腸道炎癥反應(yīng),進(jìn)一步證實(shí)多糖是抗RA 和調(diào)節(jié)腸道免疫的重要活性成分,且訶子多糖可通過(guò)抑制TLR4/NF-κB 通路,作為類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎及其腸黏膜屏障之間的阻斷劑。
相關(guān)研究指出腸道微生物群引起的腸黏膜屏障失衡,激活TLR4/NF-κB 通路,加重腸黏膜炎癥反應(yīng),反之,TLR4/NF-κB 信號(hào)通路因子的激活,引起腸上皮炎癥[35-36]。“腸黏膜-關(guān)節(jié)”軸與TLR4/NF-κB 的發(fā)生密切相關(guān),大量炎癥因子浸潤(rùn),包括TLR4、NF-κBp50、NF-κBp65的異常表達(dá)激活TLR4/NF-κB通路,導(dǎo)致腸黏膜屏障損壞,大量有害物質(zhì)入侵,經(jīng)血液循環(huán)引起全身免疫反應(yīng),誘發(fā)關(guān)節(jié)炎癥,這也證實(shí)腸黏膜與類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎間的相關(guān)性[37]。腸黏膜屏障完整性依賴于Occludin、ZO-1、Claudin-1 等緊密連接蛋白的表達(dá)情況,該蛋白是腸黏膜上皮細(xì)胞間的連接蛋白,可封閉細(xì)胞間隙,保護(hù)腸黏膜避免有害物質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞間隙引起腸道炎性改變,具有保護(hù)腸道屏障的作用[38-40]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CIA 大鼠模型組的小腸組織上ZO-1、claudin-1、occludin-1 蛋白表達(dá)異常,明顯高于正常組和用藥組,表明腸黏膜屏障結(jié)構(gòu)的完整性與緊密連接蛋白含量相關(guān),與文獻(xiàn)報(bào)道一致。
訶子及其提取物或有效成分作用顯著,具有抗炎、抗癌、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化活性、抑菌、降血糖等多種藥理作用[41-42],并且可以有效緩解類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎癥狀,對(duì)腸黏膜有一定的保護(hù)作用,但具體是哪種活性成分可以調(diào)節(jié)這兩種免疫性疾病,還缺乏系統(tǒng)的機(jī)制研究。本研究以訶子中的多糖為干預(yù)藥物,通過(guò)建立CIA 大鼠模型,發(fā)現(xiàn)訶子多糖可能介導(dǎo)TLR4/NF-κB通路上相關(guān)炎性因子表達(dá),增加腸道緊密連接蛋白,降低腸道通透性,保護(hù)腸黏膜屏障,從而緩解類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎癥狀。明確了訶子多糖具有調(diào)節(jié)RA 與腸黏膜屏障的雙重作用,為中醫(yī)藥治療RA提供新思路。
世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化2023年5期