吳 鵬,魏 盼,李戀曲,王曉鈺,賈志榮,洪 敏
(南京中醫(yī)藥大學,江蘇省中藥藥效與安全性評價重點實驗室,江蘇 南京 210046)
近幾十年來,世界范圍內(nèi)的過敏性疾病發(fā)病率急劇升高。變應性接觸性皮炎是最常見的過敏性疾病之一,是一種多基因病,34%以上的歐洲人口都受其侵擾[1-2]。變應性接觸性皮炎是一種由半抗原致敏引起的抗原特異性T淋巴細胞介導的皮膚炎性疾病,主要表癥為局部瘙癢、紅疹、水腫等,病癥持久且反復發(fā)作,嚴重影響患者的生活質(zhì)量[3-4]。
桂枝湯首載與《傷寒論》,組方有五味,即桂枝、白芍、甘草、生姜、大棗,是調(diào)和營衛(wèi)的首選方。桂枝湯臨床上常用于治療過敏性皮炎、哮喘、關(guān)節(jié)炎等免疫性疾病[5-6]。淋巴細胞是機體免疫反應過程中直接的效應細胞。過敏性疾病主要由2型免疫反應介導,2型輔助T細胞(type 2 T help cells)在其中發(fā)揮重要作用[7-8]。已有研究表明,桂枝湯具有抑制T、B淋巴細胞增殖的作用[9]。桂枝湯是否通過抑制淋巴細胞向Th2型細胞轉(zhuǎn)化,從而治療過敏性疾病?基于此,本研究利用異硫氰酸熒光素(FITC)誘導的變應性接觸性皮炎小鼠模型,探討桂枝湯對變應性接觸性皮炎模型的影響;并在體外提取小鼠的脾淋巴細胞,探討桂枝湯是否影響淋巴細胞分化。
1.1 實驗動物BALB/c小鼠,SPF級,♂,4~6周齡,體質(zhì)量(18~22) g,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司南京分公司,合格證證號:SYXK(蘇)2014-0004。ICR小鼠,SPF級,♂,4~6周齡,體質(zhì)量(18~22) g,購自南京市江寧區(qū)青龍山動物繁殖場,合格證號:SYXK(蘇)2017-0001。
1.2 藥物與試劑桂枝(批號20170601)為樟科植物肉桂CinnamomumcassiaPresl的干燥嫩枝,白芍(批號20170601)為毛茛科植物芍藥PaeonialactifloraPall的干燥根,甘草(批號20171115)為豆科植物Glycyrrhizauralensis的干燥根和根莖,大棗(批號20170601)為鼠李科植物棗Ziziphusjujuba的干燥成熟果實,以上4味藥均購自南京中醫(yī)藥大學百草堂中醫(yī)門診部。生姜為姜科植物姜Zingiberofficinale的新鮮根莖,購自南大和園農(nóng)貿(mào)市場。所有藥物均由南京中醫(yī)藥大學谷巍教授鑒定,符合2015年版《中國藥典》規(guī)定。丙酮(批號:20120803)、鄰苯二甲酸二丁酯(批號:20130829),上海凌峰化學試劑有限公司;FITC(批號:100125),Sigma公司;小鼠IL-4 ELISA試劑盒(批號:E09338-1631)、IL-5 ELISA試劑盒(批號:4277363)、IL-9 ELISA試劑盒(批號:E16520-112)、IFNγ ELISA試劑盒(批號:4308729)、IgE ELISA試劑盒(批號:123956012)、IL-10 ELISA試劑盒(批號:4315167),均購自美國eBioscience;地塞米松注射液(批號:1512072111),辰星藥業(yè)股份有限公司;RPMI 1640培養(yǎng)基,Gibco公司;胎牛血清,CAPRICORN SCIENTIFIC;刀豆蛋白A(concanavalin A,ConA),Solarbio,批號:927G032;TRIzol(批號:7E191L7)、HiScript Ⅱ Q RT SuperMix for qPCR(批號:7E140L7)、AceQ qPCR SYBR Green Master Mix(批號:7E181G7),均購自Vazyme。
1.3 儀器SI403電子天平、BSA423S-CW分析天平(賽多利斯科學儀器北京有限公司);7301測厚規(guī)(日本mitutoyo);SyneRgy 2酶標儀(美國Bio-Tek);GS-15R臺式冷凍離心機(美國BECKMAN);BX43倒置顯微鏡(日本OLYMPUS);MCO-20AIC CO2細胞培養(yǎng)箱(日本三洋);ABI7500 PCR儀(Applied Biosystems)。
2.1 藥物制備桂枝湯處方如下:桂枝9 g、芍藥9 g、甘草6 g、生姜9 g、大棗18 g。按配齊藥物561 g,水煎2次合并煎液,減壓濃縮至2.24 kg·L-1。
2.2 變應性接觸性皮炎小鼠模型
2.2.1建立變應性接觸性皮炎小鼠模型 BALB/c小鼠在d 0腹部剔毛(3 cm×3 cm),d1、2腹部涂抹80 μL質(zhì)量分數(shù)為1.5% FITC溶液進行致敏,d 6向小鼠右耳涂質(zhì)量分數(shù)為0.6% FITC溶液20 μL進行激發(fā),對照組涂等體積的溶劑[鄰苯二甲酸二丁酯(V)∶丙酮(V)=1∶1]。24 h后,測量小鼠左右耳的厚度,計算耳腫脹度(耳腫脹度=右耳耳厚-左耳耳厚);用8 mm直徑的打孔器在左右耳同一位置敲取耳圓片,稱重,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
2.2.2分組和給藥 將小鼠隨機分為5組,分別為空白組、模型組、陽性對照組(地塞米松3.35×10-4g·kg-1)、桂枝湯組(2.21、6.63 g·kg-1),每組6只。每天給藥1次,連續(xù)7 d,陽性對照組腹腔注射,桂枝湯組灌胃給藥,空白組以及模型組灌胃給予相同體積的生理鹽水。
2.2.3小鼠耳組織病理學檢查 激發(fā)24 h后,取小鼠右耳耳廓,于福爾馬林液中固定。固定后,進行石蠟包埋,常規(guī)切片,HE染色,于BX43倒置顯微鏡下采集圖像。
2.2.4耳組織勻漿制備和ELISA法檢測細胞因子的表達 圓耳片精密稱重后,用預冷的PBS制成質(zhì)量分數(shù)為2.5%的勻漿,4 ℃、12 000 r·min-1離心10 min,取上清液保存于-20 ℃,待測。按試劑盒說明書檢測耳組織勻漿中的細胞因子。
2.3 脾淋巴細胞Th1/Th2分化
2.3.1小鼠脾淋巴細胞的提取和培養(yǎng) ICR小鼠脫頸椎處死,浸泡于75%的乙醇中10 min;取小鼠脾臟,用D-Hank′s沖洗兩遍;在盛有8 mL D-Hank′s的培養(yǎng)皿中,用玻璃注射器針芯研磨脾臟;經(jīng)200目濾布過濾細胞懸液,轉(zhuǎn)移至10 mL離心管中;1 500 r·min-1離心3 min,棄上清,加紅細胞裂解液3 mL重懸,室溫靜置3 min;加入D-Hank′s 5 mL,1 500 r·min-1離心3 min,棄上清液;加入8 mL D-Hank′s重懸細胞,1 500 r·min-1離心3 min;重復兩次后,加入含有10%胎牛血清的RPMI 1640完全培養(yǎng)基3 mL重懸細胞,并計數(shù),調(diào)整細胞濃度至3×109·L-1,檢測細胞存活率>95%,置于冰上備用。
2.3.2細胞增殖的檢測 將小鼠脾淋巴細胞分為8組,分別為空白組和桂枝湯各劑量組(0.000 1、0.001、0.01、0.1、1、10、100 mg·L-1),每組均設(shè)3個復孔。桂枝湯各劑量組加入對應劑量藥液,空白組加入同體積的RPMI 1640完全培養(yǎng)基。培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h后,1 000 r·min-1離心3 min,小心吸去上清,每孔加入不含血清的RPMI 1640培養(yǎng)基100 μL以及MTT溶液(5 mg·L-1) 10 μL。培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,每孔加入三聯(lián)液100 μL,于37 ℃烘箱中孵育過夜。次日在490 nm處檢測OD值,根據(jù)OD值判斷桂枝湯對小鼠脾淋巴細胞增殖的影響。
2.3.3細胞分組和給藥 將小鼠脾淋巴細胞分為5組,分別為空白組、ConA組(5 mg·L-1)、桂枝湯各劑量組(1、10、100 mg·L-1),每組3個復孔,于6孔細胞培養(yǎng)板中培養(yǎng)。模型組和桂枝湯各劑量組分別加入預先配好的含有ConA和桂枝湯的藥液,空白組加入同體積的RPMI 1640完全培養(yǎng)基。48 h后,收集上清液,-20 ℃保存,待測,底部細胞加PBS 1 mL,待提RNA。
2.3.4檢測細胞上清中IL-4、IL-10、IFNγ水平 按照ELISA說明書,檢測小鼠脾淋巴細胞培養(yǎng)上清中IL-4、IL-10、IFNγ水平。
2.3.5檢測脾淋巴細胞中IL-4、IL-10、IFNγ、GATA3、T-bet基因的表達水平 離心管底部細胞加入1 mL PBS重懸,轉(zhuǎn)移至1.5 mL去酶EP管中,1 000 r·min-1離心3 min。棄上清,加0.5 mL TRIzol試劑提取RNA,冰上靜置5 min;加入氯仿100 μL,震蕩20 s,冰上靜置15 min;4 ℃、12 000 r·min-1離心15 min;將上層無色水相轉(zhuǎn)移至新去酶EP管中,加入異丙醇0.5 mL,混勻,冰上靜置10 min;4 ℃、12 000 r·min-1離心10 min;棄上清,每管加入75%乙醇50 μL,清洗RNA,冰上靜置10 min;4 ℃、7 500 r·min-1離心5 min;吸去乙醇,置于冰上揮干乙醇;加DEPC水20 μL,溶解RNA;檢測RNA的純度和濃度。按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將RNA逆轉(zhuǎn)錄成DNA,再按照PCR擴增試劑盒說明書進行操作。各基因引物序列見Tab 1。
Tab 1 Primer sequence of genes
Tab 2 Effects of GZD on levels of IL-4, IL-5 and IL-9 in ear homogenates of ACD mice
3.1 桂枝湯對小鼠變應性接觸性皮炎的影響
3.1.1桂枝湯對耳腫脹度的影響 如Fig 1所示,與空白組相比,模型組的耳腫脹度明顯升高;與模型組相比,桂枝湯2.21、6.63 g·kg-1組能明顯降低模型小鼠的耳腫脹度,桂枝湯6.63 g·kg-1還能明顯下降小鼠的耳厚差。
3.1.2桂枝湯對耳組織病理學的影響 如Fig 2所示,相較于空白組,模型組小鼠耳組織明顯增厚,存在大量的炎性細胞浸潤,組織水腫。與模型組相比,桂枝湯2.21、6.63 g·kg-1組耳組織中炎性細胞浸潤明顯減少,耳腫脹程度明顯減輕。
3.1.3桂枝湯對耳組織勻漿中Th2型細胞因子的影響 Tab 2結(jié)果顯示,與空白組相比,模型組小鼠耳組織勻漿中的Th2型炎癥因子IL-4、IL-5、IL-9水平明顯上升;與模型組相比,桂枝湯組小鼠耳組織勻漿中IL-4和IL-9水平明顯下降;但對IL-5的水平未見明顯影響。
3.1.4桂枝湯對耳組織勻漿中IFNγ以及血清中IgE的影響 如Fig 3所示,與空白組相比,模型組小鼠耳勻漿中IFNγ以及血清中IgE的水平明顯升高,給予桂枝湯能明顯抑制IFNγ和IgE的表達水平。
3.2 桂枝湯對脾淋巴細胞分化的影響
3.2.1桂枝湯對脾淋巴細胞增殖的影響 MTT法檢測桂枝湯對小鼠脾淋巴細胞增殖的影響,F(xiàn)ig 4結(jié)果顯示,桂枝湯對脾淋巴細胞的增殖無明顯影響。
Fig 1 Effects of GZD on ear swelling(A)and ear weight(B) of ACD mice
3.2.2桂枝湯對ConA刺激小鼠脾淋巴細胞分泌Th2和Th1型細胞因子的影響 Tab 3結(jié)果顯示,與空白組相比,模型組上清中IL-4和IL-10的水平明顯升高。桂枝湯各劑量能明顯抑制IL-4和IL-10的表達。與空白組相比,模型組脾淋巴細胞分泌IFNγ水平明顯升高,桂枝湯10、100 mg·L-1能明顯抑制IFNγ的表達。
Fig 2 Effect of GZD on histopathology of ear tissues of mice(HE×200)
Fig 3 Effects of GZD on IFNγ(A) in ear homogenates and IgE(B) in serum
3.2.3桂枝湯對小鼠脾淋巴細胞中Th2和Th1相關(guān)基因表達的影響 Tab 4結(jié)果顯示,在ConA刺激下,模型組細胞中Th2細胞因子IL-4、IL-10以及Th2細胞特征性轉(zhuǎn)錄因子GATA3基因的表達明顯升高,但桂枝湯各劑量均能明顯抑制IL-4、IL-10及GATA3基因的表達水平。在ConA刺激下,模型組細胞中Th1細胞因子IFNγ以及Th1細胞特征性轉(zhuǎn)錄因子T-bet的基因表達水平明顯升高,桂枝湯各劑量能明顯降低IFNγ的基因表達水平,對T-bet的基因表達水平也有一定程度的下降作用。
過敏性疾病是機體對抗外來抗原,產(chǎn)生異常免疫反應所引起的疾病,過敏性疾病過程中以2型免疫反應占主導作用,而Th2細胞就是許多過敏性疾病發(fā)病的核心[10]。T細胞分化為Th2細胞是由Th2特征性轉(zhuǎn)錄因子GATA3所調(diào)控的[11]。GATA3能促進IL-4、IL-5、IL-9、IL-10、IL-13等2型炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄和表達,從而促進2型細胞因子的分泌,引起機體的2型免疫癥狀[12]。除了2型免疫反應,1型免疫反應在過敏性疾病發(fā)生和發(fā)展過程中也有重要作用。哮喘患者[13]以及過敏性皮炎小鼠[14]體內(nèi),IFNγ表達水平較高。且研究表明,IFNγ與重度哮喘患者和小鼠的氣道高反應有關(guān)[13]。
中醫(yī)認為,過敏性疾病是屬于內(nèi)外共同發(fā)作的疾病,該病主要是由于正氣內(nèi)虛,營衛(wèi)不和。因此,中醫(yī)認為,該病的治療不能只緩解其臨床癥狀,還應當調(diào)理患者失和之營衛(wèi)。桂枝湯首載于《傷寒論》,能調(diào)和營衛(wèi),燮理陰陽,歷代醫(yī)家稱此方為仲景“群方之冠”。臨床應用顯示,桂枝湯能明顯改善過敏性鼻炎、哮喘等患者的發(fā)病癥狀,并減少疾病的復發(fā)。本研究采用FITC誘導的變應性接觸性皮炎小鼠模型,探究桂枝湯治療過敏性疾病的作用。FITC是一種半抗原,其所引起的是一種2型免疫反應[15]。結(jié)果顯示,給予桂枝湯能明顯降低模型小鼠的耳腫脹度,緩解耳組織炎性細胞浸潤,并且還能降低IL-4、IL-9、IFNγ、IgE的水平,明確提示了桂枝湯對變應性接觸性皮炎的治療作用。
為進一步探討桂枝湯抑制2型免疫反應的作用機制,研究探索了桂枝湯對Th2型淋巴細胞的影響,這類細胞直接介導2型免疫反應。研究發(fā)現(xiàn),桂枝湯能明顯降低脾淋巴細胞中Th2型特征性轉(zhuǎn)錄因子GATA3基因以及IL-4、IL-10的水平。此外,桂枝湯還能抑制IFNγ的表達,但對Th1細胞特征性轉(zhuǎn)錄因子T-bet的表達并無明顯影響。提示桂枝湯對脾淋巴細胞向Th2型分化具有抑制作用,同時也能一定程度上抑制Th1細胞,從而緩解2型免疫反應癥狀。這可能是桂枝湯治療過敏性疾病的機制,值得進一步探討。
Tab 3 Effects of GZD on expression of IL-4, IL-10 and IFNγ in splenic lymphocytes stimulated by ConA
Tab 4 Effects of GZD on gene expression of Th2 and Th1 associated factors in splenic lymphocytes stimulated by ConA
Fig 4 Effect of GZD on proliferation of splenic lymphocytes