程治平,余斌,熊軍,劉正軍,陸京伯
(1.西藏自治區(qū)人民醫(yī)院骨科,西藏拉薩 850000;2.南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院,廣東廣州 510515;3.海南省人民醫(yī)院,海南???570100)
·論著·
雷公藤內(nèi)酯醇對(duì)ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的作用研究
程治平1,余斌2,熊軍3,劉正軍2,陸京伯2
(1.西藏自治區(qū)人民醫(yī)院骨科,西藏拉薩 850000;2.南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院,廣東廣州 510515;3.海南省人民醫(yī)院,海南???570100)
目的研究不同劑量雷公藤內(nèi)酯醇對(duì)ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)的治療效果。方法將4只10周齡雄性ApoE-/-小鼠作為模型組,4只10周齡雄性C57BL/6J小鼠作為對(duì)照組,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后處死,取主動(dòng)脈標(biāo)本做HE染色。另將10周齡雄性ApoE-/-小鼠32只作為實(shí)驗(yàn)組,按每天每千克體重給藥量隨機(jī)分為4組:50μg/(kg·d)、75 μg/(kg·d)組、100μg/(kg·d)、空白對(duì)照組,每組8只。10周齡雄性C57BL/ 6J小鼠8只作為陰性對(duì)照組。給藥3周后處死小鼠,取主動(dòng)脈標(biāo)本做HE染色;收集血清,測(cè)定IL-10、IL-12含量。結(jié)果(1)在11周齡時(shí)兩組主動(dòng)脈HE染色Roberts&Thompson方法評(píng)分分別為:模型組[(5.250±0.500)分]>對(duì)照組[(0.500±0.577)分],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(2)經(jīng)不同濃度雷公藤內(nèi)酯醇處理3周后,各組主動(dòng)脈HE染色Roberts&Thompson方法評(píng)分分別為:空白對(duì)照組[(6.500±0.189)分]>100μg/(kg·d)組[(4.625±0.183)分]>50μg/(kg·d)組[(3.375±0.183)分]>75μg/(kg·d)組[(1.375±0.183)分]>陰性對(duì)照組[(0.000±0.000)分],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(3)75μg/(kg·d)組血清中IL-10濃度升高最明顯,與各組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001);各組血清中IL-12濃度均較空白對(duì)照組降低,其中75μg/(kg·d)組降低最明顯,兩者之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)論(1)在11周齡時(shí),ApoE-/-小鼠能形成AS模型。(2)不同濃度雷公藤內(nèi)酯醇處理3周后,ApoE-/-小鼠AS病變有不同程度緩解,其中75μg/(kg·d)濃度下效果最佳。(3)雷公藤內(nèi)酯醇能夠上調(diào)IL-10、下調(diào)IL-12的表達(dá)水平,抑制炎癥反應(yīng),減輕粥樣斑塊的形成,此可能為免疫抑制劑抗動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制之一。
動(dòng)脈粥樣硬化;雷公藤內(nèi)酯醇;ApoE-/-小鼠;IL-10;IL-12
動(dòng)脈粥樣硬化是許多心血管疾病的發(fā)病基礎(chǔ),嚴(yán)重危害人類健康。迄今為止,AS確切的病因和發(fā)病機(jī)制仍不十分清楚。先后有許多學(xué)者提出了各種假說,包括脂質(zhì)浸潤(rùn)、平滑肌細(xì)胞(Smooth muscle cell,SMC)增殖、血栓源學(xué)說等,但都不能很好的解釋AS的發(fā)病機(jī)制。隨著研究不斷深入,我們逐漸發(fā)現(xiàn)AS的發(fā)展過程中始終伴隨有炎癥的基本特征。因此,Ross等[1]提出“AS是一種炎癥性疾病”的觀念,炎癥反應(yīng)始終與免疫過程相伴隨[2]。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞的活化與分化在動(dòng)脈粥樣硬化形成過程中至關(guān)重要[3-6]。DC作為功能最強(qiáng)大的抗原提呈細(xì)胞,能夠調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化與分化,在AS發(fā)生機(jī)制中意義重大[7]。我們?cè)谂R床工作中發(fā)現(xiàn),雷公藤具有治療AS的功效,結(jié)合其主要活性成分——雷公藤內(nèi)酯醇可以抑制DC活性的特點(diǎn)[8-9],我們推測(cè)雷公藤能夠抑制炎癥反應(yīng)而達(dá)到治療AS的效果,為AS的防治提供新線索。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料10周齡雄性C57BL/6J小鼠12只,20~30 g,由南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供;10周齡雄性ApoE-/-小鼠(C57BL/6J背景)36只,20~30 g,由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。雷公藤內(nèi)酯醇、IL-10、IL-12 ELLISA試劑盒(廣州夢(mèng)怡美生物科技有限公司)。
1.2 模型的建立與分組將兩種品系小鼠予普通小鼠飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機(jī)抽取4只ApoE-/-小鼠作為模型組,4只C57BL/6J小鼠作為對(duì)照組,兩組小鼠均不予藥物干預(yù),麻醉后處死,無菌條件下取出主動(dòng)脈,常規(guī)脫水,石蠟包埋并切片,蘇木素-伊紅(HE)染色。光鏡下觀察粥樣斑塊病變情況,Roberts &Thompson方法[10-11]評(píng)價(jià)兩組間差異。
1.3 實(shí)驗(yàn)分組將剩余32只ApoE-/-小鼠作為實(shí)驗(yàn)組,隨機(jī)分均為4個(gè)亞組:空白對(duì)照組(每日腹腔注射等量二甲基亞砜溶液)、50μg/(kg·d)[按50μg/(kg·d)的量給予雷公藤內(nèi)酯醇,稀釋后腹腔注射,1次/d]、75μg/(kg.d)組[按75μg/(kg·d)的量給予雷公藤內(nèi)酯醇,稀釋后腹腔注射,1次/d]、100μg/(kg·d) [按100μg/kg.d的量給予雷公藤內(nèi)酯醇,稀釋后腹腔注射,每日1次]。剩余8只10周齡雄性C57BL/6J野生型小鼠作為陰性對(duì)照組(每日腹腔注射等量二甲基亞砜溶液)。所有小鼠均予普通飼料連續(xù)喂養(yǎng)3周后處死。
1.4 標(biāo)本檢測(cè)
1.4.1 主動(dòng)脈標(biāo)本蘇木素-伊紅(HE)染色小鼠麻醉后處死,取出主動(dòng)脈固定、石蠟包埋、切片、HE染色后制作成病理切片,光鏡下觀察仔細(xì)觀察各組間主動(dòng)脈內(nèi)膜厚度、纖維化程度、內(nèi)外彈力層厚度及完整性、單位面積內(nèi)泡沫細(xì)胞數(shù)量、鈣化情況及炎性細(xì)胞浸潤(rùn)情況,參照Roberts&Thompson方法[10-11]對(duì)評(píng)價(jià)動(dòng)脈粥樣斑塊病變情況,評(píng)判雷公藤內(nèi)酯醇治療動(dòng)脈粥樣硬化的效果。
1.4.2 血清樣本收集及IL-10、IL-12的含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)時(shí)2%戊巴比妥鈉腹腔麻醉下開胸心臟采血,肝素鈉抗凝,3 000 r/s離心30 min,抽吸上清液至4℃冰箱保存待檢測(cè)。血清中IL-10、IL-12的含量測(cè)定嚴(yán)格按照ELISA試劑盒附帶操作方法進(jìn)行檢測(cè)。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)使用SPSS16.0軟件,Roberts&Thompson方法評(píng)分結(jié)果為有序分類變量,依據(jù)實(shí)驗(yàn)分組情況使用倆獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis檢驗(yàn)或者多個(gè)獨(dú)立樣本比較的Kruskal-Wallis H檢驗(yàn),從總體上分析各組之間有無差別。經(jīng)Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)后,如果各組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義則進(jìn)行組間多重比較的Nemenyi檢驗(yàn)。血清中IL-10、IL-12的檢測(cè)結(jié)果應(yīng)用One-way ANOVA進(jìn)行分析,多組均數(shù)多重比較方差齊性時(shí)采用Student-Newman-Keuls(SNK)法,方差不齊時(shí)采用Dunnett T3法。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05,P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。
2.1 動(dòng)脈粥樣硬化模型鑒定如圖1A所示,對(duì)照組即C57BL/6J小鼠組的主動(dòng)脈內(nèi)膜光滑,厚薄均勻,內(nèi)彈力纖維完整;主動(dòng)脈的中膜無增厚,外彈力纖維無增殖遷移,細(xì)胞形態(tài)為長(zhǎng)梭形、桿狀,排列規(guī)則,外膜結(jié)締組織無異常,可以看出病理切片未見動(dòng)脈粥樣硬化改變跡象。圖1B可見,模型組即ApoE-/-小鼠組主動(dòng)脈內(nèi)膜厚薄不一,可見增厚隆起,內(nèi)彈力板不連續(xù);主動(dòng)脈的中膜明顯增厚,可見明顯的鈣化,平滑肌細(xì)胞增殖及泡沫化,外彈力板增殖增生明顯,細(xì)胞數(shù)目明顯增多,排列紊亂,內(nèi)部呈空泡狀,并向內(nèi)膜遷移。其病理變化為動(dòng)脈粥樣硬化表現(xiàn)[12]。適應(yīng)喂養(yǎng)1周后,兩組主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊病變情況的Roberts&Thompson方法評(píng)分分別為:模型組[(5.250±0.500)分]>對(duì)照組[(0.500±0.577)分]。經(jīng)Kruskal-Walli秩和檢驗(yàn),得出P=0.017,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖1 各組主動(dòng)脈壁組織學(xué)觀察結(jié)果(HE×200)
2.2 雷公藤內(nèi)酯醇治療后的療效評(píng)價(jià)經(jīng)不同濃度雷公藤內(nèi)酯醇治療3周后,各組主動(dòng)脈壁在光鏡下組織學(xué)觀察結(jié)果為顯示藥物治療組動(dòng)脈粥樣硬化病變均有不同程度緩解。如圖2所示,空白對(duì)照組病變最為嚴(yán)重,該組大部分病理切片HE染色能觀察到明顯的粥樣斑塊,75μg/(kg·d)組病變緩解最為明顯,主要病理變化表現(xiàn)為內(nèi)膜下細(xì)胞數(shù)目增加、排列紊亂,少有纖維斑塊等形成。各組主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊病變情況的Roberts&Thompson方法評(píng)分由高到低分別為:空白對(duì)照組[(6.500±0.189)分]>100μg/(kg·d)組[(4.625±0.183分)]>50μg/(kg·d)組[(3.375±0.183分)]>75μg/(kg·d)組[(1.375±0.183)分]>陰性對(duì)照組[(0.000±0.000)分]。經(jīng)Kruskal-Walli秩和檢驗(yàn),得出P=0.000,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。進(jìn)行組間多重比較的Nemenyi檢驗(yàn)后顯示各組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表1。
圖2 各組主動(dòng)脈壁組織學(xué)觀察結(jié)果(HE×400)
表1 各組主動(dòng)脈標(biāo)本組織學(xué)Roberts&Thompson方法評(píng)分結(jié)果(分,)
表1 各組主動(dòng)脈標(biāo)本組織學(xué)Roberts&Thompson方法評(píng)分結(jié)果(分,)
注:a需繼續(xù)進(jìn)行組間多重比較的Nemenyi檢驗(yàn);b據(jù)Nemenyi檢驗(yàn)結(jié)果,各組別間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
?
2.3 各組血清中IL-10、IL-12水平的比較如表2所示,各組血清中IL-10表達(dá)情況的檢測(cè)結(jié)果為:75μg/(k·d)組>100μg/(kg·d)組>50μg/(kg·d)組>空白對(duì)照組>陰性對(duì)照組。模型組與陰性對(duì)照組比較,血清中IL-10濃度均明顯升高,其中75μg/(kg·d)組血清中IL-10濃度升高最明顯,各組間比較差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與此同時(shí),IL-12表達(dá)情況由高到低排列為:空白對(duì)照組>100μg/(kg·d)>陰性對(duì)照組>50μg/(kg·d)>75μg/(kg·d)組。75μg/(kg·d)組血清中IL-12濃度降低最明顯,與各亞組間比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明在75μg/(kg·d)處理?xiàng)l件下,血清中IL-10上調(diào)和IL-12下調(diào)效果最為明顯。
表2 各組血清中IL-10含量的比較()
表2 各組血清中IL-10含量的比較()
注:a方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果P>0.05,需繼續(xù)使用兩兩之間均數(shù)比較的SNK法進(jìn)行分析;b根據(jù)SNK檢驗(yàn)結(jié)果,各組別間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
AS是一種炎癥性疾病的觀念已逐漸獲得認(rèn)同,T細(xì)胞的活化貫穿AS始終。大量的研究發(fā)現(xiàn),DC作為功能最強(qiáng)大的抗原提呈細(xì)胞,其增殖、分化、遷移等與T細(xì)胞活化密切相關(guān)[3,13-15]。體外試驗(yàn)表明雷公藤內(nèi)酯醇能夠抑制T細(xì)胞的增生,誘導(dǎo)活化T細(xì)胞凋亡從而抑制T細(xì)胞免疫環(huán)節(jié)[9,16],其具體機(jī)制目前尚不清楚。有研究證實(shí),雷公藤內(nèi)酯醇可能是通過抑制DC免疫活性而調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫狀態(tài)[8]。
本實(shí)驗(yàn)首次嘗試以雷公藤內(nèi)酯醇防治動(dòng)脈粥樣硬化。在本實(shí)驗(yàn)中11周齡ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈出現(xiàn)了AS病灶,經(jīng)不同濃度雷公藤內(nèi)酯醇腹腔注射處理3周后,可見ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈的損傷程度較空白對(duì)照組均有不同程度緩解。75μg/(kg·d)組動(dòng)脈病變緩解最為明顯,而50μg/(kg·d)組、100μg/(kg·d)組病變程度緩解相對(duì)較少,但多數(shù)主動(dòng)脈內(nèi)膜基本完整,平滑肌細(xì)胞增殖及泡沫化較少。進(jìn)行組間多重比較的Nemenyi檢驗(yàn)后顯示各組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。
各組主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊病變情況的Roberts &Thompson方法評(píng)分結(jié)果提示雷公藤內(nèi)酯醇濃度從50μg/(kg·d)到75μg/(kg·d)升高的過程中,減輕主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊病變的能力增強(qiáng),而在75μg/(kg·d)到100μg/(kg·d)的范圍內(nèi),隨著雷公藤內(nèi)酯醇濃度的增高,防治主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊病變的能力下降,到達(dá)100μg/(kg·d)時(shí),其主動(dòng)脈病變程度接近于空白對(duì)照組。若繼續(xù)增加雷公藤內(nèi)酯醇濃度可能不僅起不到治療的作用,反而會(huì)加重主動(dòng)脈損害。
IL-10由Th2細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,是平衡Th1和Th2免疫反應(yīng)的一個(gè)重要的調(diào)節(jié)因子。研究顯示IL-10缺陷小鼠動(dòng)脈硬化管壁膠原蛋白含量減少及T細(xì)胞的聚集現(xiàn)象[17]。在有關(guān)IL10-/-ApoE-/-動(dòng)脈粥樣硬化的早期階段研究證實(shí)IL-10對(duì)動(dòng)脈硬化有保護(hù)作用,結(jié)果表明,IL-10也能增加早期斑塊的穩(wěn)定性[18]。
我們的研究發(fā)現(xiàn),模型組相對(duì)于陰性對(duì)照組,血清中IL-10濃度顯著性升高,而在模型組內(nèi),各藥物處理組IL-10的表達(dá)水平均高于空白對(duì)照組,其中75μg/(kg·d)組的IL-10表達(dá)水平最高。我們認(rèn)為,在雷公藤內(nèi)酯醇作用下,使得Th2細(xì)胞分泌IL-10水平上調(diào)。其結(jié)果是:高表達(dá)IL-10抑制了Th1細(xì)胞合成分泌IFN-γ和IL-2等細(xì)胞因子的能力,阻止單核巨噬細(xì)胞活化和DC細(xì)胞的抗原提呈功能,從而抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[19-21];高表達(dá)IL-10下調(diào)DC合成分泌IL-12和TNF-α的能力,抑制T細(xì)胞的增殖[19],降低單核細(xì)胞的粘附能力,降低CD54、CD80、CD86共刺激分子的表達(dá),抑制抗原提呈細(xì)胞功能,從而減弱或消除T、B細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答,導(dǎo)致T細(xì)胞無能,使機(jī)體的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)受到抑制[19,22-23];此外,IL-10能直接作用于T細(xì)胞上的CD28協(xié)同刺激受體,阻斷CD28分子介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)通路,從而有效抑制T細(xì)胞的增殖、分化,誘導(dǎo)T細(xì)胞免疫耐受[22-23]。這些生物學(xué)活性顯示IL-10是一個(gè)免疫增殖反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的負(fù)性調(diào)節(jié)因子,具有多效性及廣泛的生物學(xué)作用。
我們的研究發(fā)現(xiàn),各組相對(duì)于空白對(duì)照組,血清中IL-12濃度顯著性降低,組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中75μg/(kg·d)組的IL-12表達(dá)水平最低。75μg/(kg·d)組的IL-12表達(dá)水平與陰性對(duì)照比較差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。有文獻(xiàn)報(bào)道[3-5],在AS形成過程中,IL-12的表達(dá)會(huì)顯著上調(diào)。我們的實(shí)驗(yàn)表明,雷公藤內(nèi)酯醇作用下,可以使得DC細(xì)胞分泌IL-12水平下調(diào)。IL-12主要由活化的巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生,其中DCs是體內(nèi)IL-12的主要來源細(xì)胞。一方面,下調(diào)IL-12,使其與Th0細(xì)胞表面IL-12受體結(jié)合減少,促使Th0細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化分離減弱,從而削弱Th1細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒和局部炎癥有關(guān)的免疫應(yīng)答及其參與的細(xì)胞免疫及遲發(fā)型超敏性炎癥的形成[24];另一方面,低表達(dá)IL-12能下調(diào)T細(xì)胞、NK細(xì)胞產(chǎn)生干擾素-γ(IFN-γ)的能力,削弱NK細(xì)胞、T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性,下調(diào)Th1細(xì)胞為主的免疫應(yīng)答水平[25]。在Apoe-/-小鼠斑塊中可以檢測(cè)到IL-12,并且上調(diào)IL-12能夠增加Apoe-/-小鼠斑塊面積[26]。在30周齡的IL-12p40缺失的IL12b-/-Apoe-/-小鼠斑塊面積減少了52%[27]。另一項(xiàng)研究表明,在小鼠體內(nèi)的T細(xì)胞在抗原刺激的情況下,IL-12激活后上調(diào)CCR5的表達(dá),趨化,并朝CCL5遷移[28-29]。總之這些結(jié)果支持這一概念:IL-12能加速動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程和促進(jìn)炎癥反應(yīng)。這一觀念與我們的研究結(jié)果是一致的。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過3周雷公藤內(nèi)酯醇腹腔注射治療后,ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈的動(dòng)脈粥樣硬化病變程度均有不同程度緩解;與此同時(shí)也能使血清中抗炎因子IL-10的表達(dá)水平上調(diào)、促炎因子IL-12表達(dá)下調(diào);其中,在75μg/(kg·d)給藥處理下效果最佳。抑制炎癥反應(yīng)可能為雷公藤內(nèi)酯醇治療AS的機(jī)制之一。
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Effect of triptolide on atherosclerosis of ApoE knock-out mice.
CHENG Zhi-ping1,YU Bin2,XIONG Jun3,LIU Zheng-jun2,LU Jing-bo2.
1.Department of Orthopedics,Tibet People's Hospital,Lhasa 850000,Tibet,CHINA;2. Nanfang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou 510515,Guangdong,CHINA;3.Hainan General Hospital, Haikou 570100,Hainan,CHINA
Atherosclerosis;Triptolide;ApoE-/-mice;IL-10;IL-12
R-332
A
1003—6350(2014)12—1725—05
10.3969/j.issn.1003-6350.2014.12.0672
2014-01-17)