馬 瓊,閆龍騰,趙 茜,胡冬雄
1 云南中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,云南 昆明 650504;2 云南省高校中醫(yī)證候微觀辨證重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650504
反流性食管炎(reflux esophagitis,RE)是臨床中常見的胃腸道疾病,其發(fā)生原因?yàn)槲?、十二指腸的內(nèi)容物反流到食管進(jìn)而引起食管黏膜損傷[1]。近年來隨著人們飲食結(jié)構(gòu)的改變,特別是高能量食物攝入的增加,本病的發(fā)生率逐年升高[2],已經(jīng)引起了大量學(xué)者的關(guān)注。治療本病的藥物在西藥領(lǐng)域以奧美拉唑?yàn)榇恚?],中藥在治療本病方面具有較多的優(yōu)勢,具有用藥靈活、毒副作用小等特點(diǎn)[4]。近年來研究發(fā)現(xiàn),砂仁藥理活性較高,對(duì)十二指腸炎、胃潰瘍、淺表性胃炎等腸胃疾病均具有很好的調(diào)節(jié)作用[5-7]。本研究采用“4.2 mm 幽門夾+胃底2/3 結(jié)扎術(shù)”法構(gòu)建了RE 大鼠模型,以觀察砂仁對(duì)其是否有調(diào)節(jié)作用,并從氧化應(yīng)激和一氧化氮合酶2(nitric oxide synthase2,NOS2)方面研究其作用機(jī)制,為臨床治療RE提供依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物SPF 級(jí)雄性SD 大鼠100 只,體質(zhì)量160~180 g,購于昆明醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(滇)2015-0002。飼養(yǎng)條件:大鼠飼養(yǎng)于SPF 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房:溫度22~27 ℃,濕度40%~60%,光照/黑暗=12 h/12 h,日常自由飲水和進(jìn)食。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查指南。
1.2 藥品及試劑25%砂仁水提液(昆明植分生物技術(shù)有限公司,批號(hào):120985-201406);奧美拉唑(浙江康恩貝制藥股份有限公司,批準(zhǔn)文號(hào):國藥準(zhǔn)字H20059769,規(guī)格:10 mg/粒);超氧化物歧化酶試劑盒(superoxide dismutase,SOD)(南京建成生物工程研究所,批號(hào):S0088);丙二醛試劑盒(malondialde-hyde,MDA)(南京建成生物工程研究所,批號(hào):MM-21303R1);大鼠一氧化氮(nitric oxide,NO)(ELISA)試劑盒[研域(上海)化學(xué)試劑有限公司,批號(hào):A013-2-1];血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)抗體(德國Abcam 公司,批號(hào):40077-57-4);P 物質(zhì)(substance P,SP)(批號(hào):S0073)、NOS2 和甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)抗體(美國Santa 公司,批號(hào):abx053065,AB-2834113);二抗(北京中杉金橋生物科技公司,批號(hào):A9169-2ML);PVDF 膜(德國默克生命科學(xué)技術(shù)有限公司,批號(hào):LM1136);引物由上海生物生工提供。
1.3 實(shí)驗(yàn)儀器HZK-110 型電子分析天平(賽恩斯儀器設(shè)備有限公司);725 型超低溫冰箱(美國Thermo Forma 公司);TGL-16.5M 型低溫高速離心機(jī)(上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司);UV-8000型紫外-可見分光光度計(jì)(上海精密儀器儀表有限公司);YT-MB96 型酶標(biāo)儀(山東云唐智能科技有限公司);Mini-PROTEAN Tetra 型蛋白電泳儀(美國伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司);CFX384Touch 型實(shí)時(shí)熒光定量PCR 儀(美國伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司)。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 動(dòng)物分組 100 只SD 大鼠,隨機(jī)選取10只作為假手術(shù)組,其余90 只構(gòu)建RE 動(dòng)物模型,模型構(gòu)建成功后,排除死亡以及造模不成功的大鼠后,隨機(jī)選取50 只,將其分為模型組,奧美拉唑組,砂仁低、中、高劑量組,每組10只。
1.4.2 造模方法 采用鄒文獻(xiàn)[6]“4.2 mm 幽門夾+胃底2/3 結(jié)扎術(shù)”構(gòu)建RE 大鼠模型,模型構(gòu)建時(shí),采用3 mL,1%的戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉,麻醉后,將大鼠仰臥固定于手術(shù)臺(tái)使其胸腹部充分暴露,并用繃帶將其四肢和牙齒固定,固定后采用寬度為3.0 mm 的雙扁鐵心扎線在纏繞成一個(gè)直徑為4.2 mm 的幽門夾,后切開腹部組織,找到幽門和十二指腸交界處,給其套上幽門夾并用血管鉗夾緊,后以3/0 線系住幽門夾閉合端,另一端結(jié)扎2/3 胃底。上述完成后給予腹腔注射頭孢拉定和甲硝唑以防止其感染,完成后采用縫合線縫合腹膜和皮膚,再次用酒精消毒后即完成手術(shù),假手術(shù)組只開腹不做其他處理,15 min 后逐層縫合腹部傷口。所有大鼠術(shù)后禁食不禁水24 h,24 h 后可自由飲食。術(shù)后2周,每組各取2只麻醉處死收集食管組織,將其采用組織固定液固定24 h 后取出,行HE 染色觀察病理學(xué),當(dāng)顯示有明顯組織病理學(xué)改變后確認(rèn)造模成功。
1.4.3 給藥方法 假手術(shù)組和模型組給予2 mL生理鹽水灌胃,奧美拉唑組給予奧美拉唑2 mL/(kg·d)灌胃,砂仁低、中、高劑量組分別給予砂仁水提取液5、10、20 mL/(kg·d)灌胃。治療時(shí)間為4周。
1.5 標(biāo)本采集治療4 周后,戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后,剖開大鼠腹腔,將食道取出,平均分為3 個(gè)部分,其中一部分置入組織固定液中保存用于HE 染色,另一部分取出后直接放入超低溫冰箱備用于相關(guān)蛋白和生化指標(biāo)的檢測,最后一部分浸入RNA保護(hù)液中用于相應(yīng)mRNA的檢測。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 HE 染色組織病理學(xué)觀察 從組織固定液中取出食道組織,由武漢塞維爾生物按照常規(guī)操作完成制作,采用熒光倒置顯微鏡采集大鼠食管組織病理圖片。根據(jù)《反流性食管炎診斷及治療指南(2003 年)》的ER 基本病理改變,觀察食管鱗狀上皮增生,黏膜增厚,黏膜固有層乳頭向表面凸起情況,以及上皮層內(nèi)黏膜炎細(xì)胞浸潤情況。
1.6.2 MDA、SOD 及NO 含量檢測 從超低溫冰箱中取出食道組織,稱取50 mg,加入0.5 mL 預(yù)先冷卻過的生理鹽水充分碾磨使其勻漿,完成后將其進(jìn)行離心(離心半徑:10 cm,2500 r/min,4 ℃)15 min。完成后提取上清,根據(jù)試劑盒提供的說明書檢測MDA、SOD以及NO含量即可。
1.6.3 VIP、SP和NOS2蛋白表達(dá)檢測 稱取100 mg食道組織,采用總蛋白提取試劑盒提取總蛋白后,BCA法對(duì)其進(jìn)行定量并調(diào)平,再每組各取50 ug行十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酞胺凝膠電泳,電泳完成后將其用半干轉(zhuǎn)移法轉(zhuǎn)移到PVDF 膜,完成后采用牛血清蛋白封閉2 h,后加入一抗過夜,次日加入二抗1 h,PBS 洗滌后暗室曝光洗片即完成,結(jié)果比較采用Image J計(jì)算各條帶的灰度值即可。
1.6.4 VIP、SP和NOS2 mRNA的檢測 稱取20 mg食道組織,提取總RNA后將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,完成后每組各取2 μg 行PCR 擴(kuò)增反應(yīng),擴(kuò)增條件為95 ℃ 2 min、94 ℃10 s、60 ℃ 10 s、72 ℃ 40 s,循環(huán)次數(shù)34 次。分析比較結(jié)果采用2-ΔΔCt法。引物序列見表1。
表1 引物序列
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,計(jì)量資料采用±s表示,兩組間比較采用One-Way ANOVA 單因素方差分析,多組間比較采用LSD法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 病理學(xué)變化大鼠食管組織HE 染色可見,假手術(shù)組食管黏膜較為光滑、結(jié)構(gòu)清晰完整,細(xì)胞排列整齊,沒有炎癥現(xiàn)象,而模型組則出現(xiàn)明顯的黏膜增厚,同時(shí)角質(zhì)化增厚,局部黏膜有乳頭樣凸起,各治療組相較于模型組病理學(xué)變化有明顯改善,且隨著劑量的升高,食管病理改善效果越明顯;與奧美拉唑組相比,砂仁低、中劑量組改善食管病理學(xué)情況沒有奧美拉唑組顯著,而高劑量組與奧美拉唑組療效相似。見圖1。
2.2 大鼠食管組織氧化和抗氧化指標(biāo)與假手術(shù)組相比,模型組大鼠食管黏膜組織中SOD明顯降低(P>0.05),而NDA和NO則明顯升高(P>0.05);與模型組相比,各治療組SOD 明顯升高,而MDA 和NO明顯降低(P>0.05)。隨著砂仁劑量的升高,SOD明顯升高、MDA 和NO 降低的效果越來越好。與低劑量相比,砂仁高劑量組SOD 明顯升高、MDA 和NO顯著降低(P>0.05),而與砂仁中劑量相比差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。通過與奧美拉唑組相比,砂仁低、中劑量組SOD水平降低、MDA和NO水平升高(P>0.05);而SOD、MDA 和NO水平高劑量組與奧美拉唑組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
表2 各組大鼠食管組織中氧化和抗氧化指標(biāo)比較(±s)
表2 各組大鼠食管組織中氧化和抗氧化指標(biāo)比較(±s)
注:與假手術(shù)組相比,*表示P>0.05;與模型組相比,#表示P>0.05;與奧美拉唑組相比,^表示P>0.05;與低劑量組相比,**表示P>0.05;與中劑量組相比,***表示P>0.05
SOD(U/gprot)162.68±16.72 89.67±32.27*136.76±16.58#105.18±17.25#^124.62±16.21#^**134.57±15.36#**組別假手術(shù)組模型組奧美拉唑組砂仁低劑量組砂仁中劑量組砂仁高劑量組鼠數(shù)10 10 10 10 10 10 MDA(nmol/mgprot)4.68±1.08 10.35±2.14*6.53±1.06#8.04±1.45#^7.56±1.21#^6.68±1.04#**NO(μmol/gprot)2.01±0.52 4.58±0.65*3.06±0.41#4.20±0.43#^3.76±0.51#^3.15±0.48#**
2.3 VlP、SP和NOS2蛋白表達(dá)與假手術(shù)組相比,模型組大鼠VIP 蛋白表達(dá)明顯降低(P>0.05),SP 和NOS2 蛋白表達(dá)明顯升高(P>0.05),而各治療組相較于模型組,VIP 則明顯升高(P>0.05),SP 和NOS2 明顯降低(P>0.05),且隨著砂仁劑量的升高,VIP 升高、SP 和NOS2 降低水平越明顯。與低劑量相比,砂仁中、高劑量組VIP 明顯升高(P>0.05),SP 和NOS2 明顯降低(P>0.05),而高劑量與中劑量相比,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與奧美拉唑組相比,砂仁低、劑量組VIP 蛋白表達(dá)降低(P>0.05),SP 和NOS2 蛋白表達(dá)升高(P>0.05);砂仁中、高劑量組改善SP 和VIP 蛋白表達(dá)情況優(yōu)于奧美拉唑組(P>0.05),而改善NOS2蛋白表達(dá)水平,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見圖2,表3。
圖2 各組大鼠食管組織VIP、SP和NOS2蛋白表達(dá)電泳圖
表3 各組大鼠食管組織VlP、SP和NOS2蛋白相對(duì)表達(dá)量比較(±s)
表3 各組大鼠食管組織VlP、SP和NOS2蛋白相對(duì)表達(dá)量比較(±s)
注:與假手術(shù)組相比,*表示P>0.05;與模型組相比,#表示P>0.05;與奧美拉唑組相比,^表示P>0.05;與砂仁低劑量組相比,**表示P>0.05;與砂仁中劑量組相比,***表示P>0.05
VIP 0.82±0.06 0.48±0.12*0.56±0.09#0.53±0.12#0.68±0.07#^**0.79±0.07#^**組別假手術(shù)組模型組奧美拉唑組砂仁低劑量組砂仁中劑量組砂仁高劑量組鼠數(shù)10 10 10 10 10 10 NOS2 0.65±0.12 1.15±0.14*0.68±0.08#0.87±0.12#^0.76±0.11#**0.73±0.14#**SP 0.27±0.08 0.98±0.15*0.46±0.10#0.57±0.16#^0.44±0.13#^**0.35±0.11#^**
2.4 VlP、SP及NOS2 mRNA表達(dá)與假手術(shù)組相比,模型組大鼠VIP 蛋白表達(dá)明顯降低(P>0.05),SP和NOS2 蛋白表達(dá)明顯升高(P>0.05),而各治療組相較于模型組,VIP 則明顯升高(P>0.05),SP和NOS2 明顯降低(P>0.05),且隨著劑量的升高,改善效果越顯著。與砂仁低劑量相比,砂仁中、高劑量組VIP 則明顯升高(P>0.05),SP 和NOS2 明顯降低(P>0.05);砂仁中、高劑量組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與奧美拉唑組相比,各治療組VIP 升高,SP 和NOS2 降低,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。砂仁高劑量組表現(xiàn)出最優(yōu)劑量。見表4。
表4 各組大鼠食管組織VlP、SP和NOS2 mRNA表達(dá)量(±s)
表4 各組大鼠食管組織VlP、SP和NOS2 mRNA表達(dá)量(±s)
注:與假手術(shù)組相比,*表示P>0.05;與模型組相比,#表示P>0.05;與奧美拉唑組相比,^表示P>0.05;與砂仁低劑量組相比,**表示P>0.05;與砂仁中劑量組相比,***表示P>0.05
VIP 1.02±0.01 0.57±0.09*0.80±0.07#0.74±0.06#0.79±0.06#0.84±0.05#**組別假手術(shù)組模型組奧美拉唑組砂仁低劑量組砂仁中劑量組砂仁高劑量組鼠數(shù)10 10 10 10 10 10 NOS2 1.02±0.00 1.79±0.16*1.28±0.12#1.36±0.10#1.27±0.08#**1.23±0.09#**SP 1.01±0.01 1.96±0.23*1.47±0.10#1.56±0.11#1.54±0.10#**1.45±0.12#**
近年來RE 受到了眾多學(xué)者的關(guān)注,目前西醫(yī)治療本病的藥物有抑酸藥(奧美拉唑、蘭索拉唑等)、促進(jìn)胃腸動(dòng)力藥(潘利酮等)和胃黏膜保護(hù)劑(鉍劑、前列腺素及其衍生物等)等[8],上述藥物在使用后見效快,但是不良反應(yīng)相對(duì)較多,且具有較高的復(fù)發(fā)率。RE 在中醫(yī)學(xué)中屬于“反胃”“嘈雜”“吞酸”“嘔吐”“梅核氣”等范疇,中醫(yī)常以辛開苦降、滋胃降逆法為主治療。中醫(yī)藥可明顯改善本病癥狀,同時(shí)減輕患者炎癥損傷,促進(jìn)食管修復(fù)[9]。
砂仁屬于藥食同源類藥物,其味辛、性溫,歸脾和胃經(jīng),主要功效為化濕行氣、寬中止嘔、暖脾止瀉、安胎、祛痰等[10]。研究發(fā)現(xiàn),砂仁具有較高的藥理活性,特別是在改善胃腸運(yùn)動(dòng)、保護(hù)胃黏膜、排除消化管積氣和消炎止痛等方面具有明顯的優(yōu)勢。曹羽等[11]發(fā)現(xiàn),砂仁能夠加速患者胃部手術(shù)后的胃腸功能恢復(fù),在臨床水平上驗(yàn)證了砂仁能夠促進(jìn)胃腸運(yùn)動(dòng)的機(jī)制,這可能與其促進(jìn)體內(nèi)胃動(dòng)素(motilin,MLT)、P 物質(zhì)(substance P,SP)的分泌釋放有關(guān)。ZHANG 等[12]研究發(fā)現(xiàn),砂仁揮發(fā)油可增加5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil,5-FU)誘導(dǎo)大鼠的體質(zhì)量,減輕其腹瀉癥狀,砂仁揮發(fā)油能通過抑制細(xì)胞凋亡、減輕腸胃炎和增強(qiáng)腸黏膜屏障等作用逆轉(zhuǎn)腸道和炎癥的組織病理學(xué)變化,并減少病原細(xì)菌的數(shù)量,增加益生菌的含量,有效阻止化療后腸黏膜炎的發(fā)生和發(fā)展。雖然砂仁已經(jīng)廣泛運(yùn)用于胃腸道黏膜損傷疾病的治療中并且取得較為滿意的成效,但是砂仁在RE 中的應(yīng)用鮮有報(bào)道。本次研究結(jié)果表明,在給予RE 大鼠砂仁水提液低、中、高劑量及陽性藥物后,食管的病理損傷減輕,且砂仁水提液的高劑量可與陽性藥物組效果媲美。表明砂仁水提液可保護(hù)RE 大鼠食管黏膜。
關(guān)于RE 的發(fā)生機(jī)制,目前認(rèn)為,其是因各種生理因素造成的上消化道動(dòng)力障礙導(dǎo)致酸性反流性的炎癥疾?。?3]。上消化道動(dòng)力障礙可引起下食管括約肌松弛,延遲胃排空時(shí)間,引起胃內(nèi)容物反流進(jìn)入食道,食管黏膜防御能力減弱,最終引發(fā)食管發(fā)生病變[14]。在上述過程中,食管下括約?。╨ow esophageal sphincter,LES)占有關(guān)鍵地位[15],LES 功能狀態(tài)可受到多種激素或神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)[16],其中對(duì)神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)主要是指其功能狀態(tài)受到胃腸激素和胃腸神經(jīng)的雙重調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)胃腸神經(jīng)的兩個(gè)關(guān)鍵蛋白為血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)和SP,其中SP可引起LES收縮,而VIP的作用正好相反,主要作用為抑制神經(jīng)遞質(zhì)傳遞,減弱LES 的收縮能力[17-18]。除上述VIP 和SP 外,NO 也是調(diào)節(jié)收縮功能的重要因子[19-20],NO主要受旁分泌調(diào)控,主要由一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)合成,NOS 又分為3 個(gè)亞型,而與RE相關(guān)性較大的主要為NOS2。NOS2 在正常狀態(tài)下表達(dá)并不明顯,其在經(jīng)過細(xì)胞因子刺激后可過量表達(dá),進(jìn)而釋放大量的NO,最終使得LES發(fā)生松弛,給機(jī)體帶來損失。
本研究結(jié)果顯示,經(jīng)砂仁水提液及陽性藥物治療后,RE 大鼠SOD 含量明顯升高,血清MDA、NO明顯降低,表明砂仁水提液可通過調(diào)節(jié)NO、SOD 及MDA 的分泌進(jìn)而提高大鼠食管的抗氧化能力,為食管黏膜組織的修復(fù)提供有利條件。與假手術(shù)組相比,模型組大鼠VIP蛋白及mRNA表達(dá)明顯降低,SP 和NOS2 蛋白及mRNA 表達(dá)明顯升高,而采用砂仁水提液治療后,VIP明顯升高,SP和NOS2明顯降低,這提示砂仁可以明顯改善上述3 個(gè)蛋白的表達(dá),進(jìn)而抑制食管括約肌松弛,調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動(dòng),最終保護(hù)食管。
基于上述討論提示,砂仁對(duì)RE 具有較好的療效,其可以明顯地改善食管黏膜,提高抗氧化能力,分析其作用機(jī)制,可能與砂仁可改善VIP、SP和NOS2 蛋白和mRNA 表達(dá),進(jìn)而提高胃排空、保護(hù)食管黏膜有關(guān)。