韋棪婷,郝二偉,夏中尚,3,蔣秋燕,杜正彩,鄧家剛,侯小濤**
(1.廣西中醫(yī)藥大學藥學院,廣西南寧 530200;2.廣西中醫(yī)藥大學,廣西中藥藥效研究重點實驗室,廣西南寧 530200;3.成都中醫(yī)藥大學藥學院,四川成都 611137)
類風濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是一種慢性、系統(tǒng)性、自身免疫性炎癥疾病,主要攻擊滑膜關(guān)節(jié),進而導(dǎo)致關(guān)節(jié)破壞、關(guān)節(jié)畸形和功能喪失等障礙疾病,這是造成勞動力喪失和殘疾的主要原因,嚴重危害人類健康[1,2]。在我國,RA總患病率為0.32%-0.36%[3]。目前臨床上常用于類風濕性關(guān)節(jié)炎的藥物為非甾體抗炎、甾體激素等[4],均存在諸多不良反應(yīng)。RA在中醫(yī)屬“痹證”范疇,其病由人體正氣不足、臟腑功能失調(diào)、風濕寒熱燥等外邪入侵,痰瘀氣滯,氣血運行不暢所引起[5]。中醫(yī)藥具有療效好、依賴性低、副作用少等優(yōu)點,利用其治療RA疾病已成為研究熱點[6]。
厚藤(Ipomoeapes-caprae)為旋花科(Convolvulaceae)番薯屬(Ipomoea)植物,是我國常用海洋中藥材,具有祛風除濕、消癰散結(jié)、拔毒消腫的功效,在民間應(yīng)用廣泛?,F(xiàn)代藥理研究報道,厚藤具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等功效[7]。目前,厚藤抗RA作用的研究報道較少,本文探討厚藤提取物(Ipomoeapes-capraeExtract,IPE)對Ⅱ型膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎(Collagen-induced Arthritis,CIA)模型大鼠的治療作用,為臨床應(yīng)用及產(chǎn)品開發(fā)提供研究基礎(chǔ)。
1.1.1 實驗動物
SPF級雄性SD大鼠,6周齡,體質(zhì)量160-200 g,由湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供,動物許可證號SCXK (湘) 2019-0004。動物飼養(yǎng)于溫度(23±2)℃、濕度50%-60%、12 h/12 h晝夜交替光照的環(huán)境中,自由進食飲水。動物實驗經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學動物倫理委員會批準(批準號DW20190418-015)。
1.1.2 藥材
厚藤采自廣西防城港市北侖河口國家級自然保護區(qū),經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學韋松基教授鑒定為旋花科植物厚藤(Ipomoeapes-caprae(L.)Sweet)的全草。
1.1.3 藥品及試劑
牛Ⅱ型膠原(CⅡ,美國Chondrex,批號:190578),弗氏不完全佐劑(IFA,美國Chondrex,批號:190572),弗氏完全佐劑(CFA,美國Chondrex,批號:190447),雷公藤多苷(江蘇美通制藥公司,批號:200401),PGE2 ELISA Kit (Bioswamp生物科技有限公司,批號:RA20013),RF ELISA Kit (上海酶聯(lián)生物科技有限公司,批號:ml525301),CRP ELISA Kit (上海酶聯(lián)生物科技有限公司,批號:ml038253)。
1.1.4 儀器
CPA225D萬分之一天平(德國賽多利斯科學儀器北京公司),HDM-500型恒溫電熱套(江蘇天由發(fā)展有限公司),Hei-VAP型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國Heidolph公司),TGL-16M型臺式高速冷凍離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司),M200PRO型酶標儀[帝肯(上海)貿(mào)易有限公司]。
1.2.1 厚藤提取物的制備
稱取厚藤全草2.5 kg,切成約10 cm粗段,加水提取2次,第1次加12倍量水,第2次加10倍量水,煮沸后再煎30 min,用200目紗布過濾,合并藥液,55℃減壓濃縮至稠膏,取提取物稠膏,稀釋至相應(yīng)灌胃濃度進行實驗。
1.2.2 動物分組、模型復(fù)制及給藥
60只大鼠經(jīng)適應(yīng)性喂養(yǎng)5 d后,按體質(zhì)量隨機選取8只作為空白組,其余52只大鼠用于復(fù)制模型。造模時,將牛Ⅱ型膠原(CⅡ)溶液與等體積弗氏完全佐劑(CFA)混合乳化后,除空白組外,其余組大鼠取背部脊柱兩側(cè)和尾根部皮內(nèi)注射配置好的膠原乳劑0.1 mL,共0.3 mL。初次免疫第7 d,將CⅡ溶液與等體積弗氏不完全佐劑(IFA)混合乳化后,在大鼠右側(cè)踝關(guān)節(jié)皮下注射0.1 mL進行第2次免疫??瞻讓φ战M于相同部位注射等量生理鹽水。造模24 d后,挑選造模成功(關(guān)節(jié)炎指數(shù)AI≥3)的大鼠,根據(jù)炎癥指數(shù)隨機分為5組,即模型組,陽性組,厚藤提取物高、中、低劑量組,每組8只。
厚藤提取物高、中、低劑量組分別按2.271 2,1.135 6,0.567 8 g/kg鼠重(分別相當于人每日服生藥材120,60,30 g)灌胃,陽性對照組按9 mg/kg鼠重給予雷公藤多苷混懸液(加蒸餾水配制成0.6 mg/mL雷公藤多苷混懸液)灌胃,空白組和模型對照組給予等體積的純化水,每次灌胃容量按1.5 mL/100 g鼠重給予。每日1次,連續(xù)21 d。
1.2.3 大鼠情況觀察
自給藥起,每日觀察并記錄大鼠活動情況、精神狀況、皮毛光澤度、大小便等變化。
1.2.4 踝關(guān)節(jié)腫脹度測定
造模前,在每只大鼠踝關(guān)節(jié)測量處用馬克筆進行畫線標記,確保每次測量位置一致。經(jīng)2次免疫后,每3 d采用2-3 mm寬紙條和透明軟尺,固定測量大鼠右后足踝關(guān)節(jié)0.5 mm處的關(guān)節(jié)周徑。踝關(guān)節(jié)腫脹度=(致炎后關(guān)節(jié)周徑-致炎前初始周徑)/致炎前初始周徑。
1.2.5 足跖腫脹度測定
大鼠經(jīng)2次免疫后,每3 d用數(shù)顯游標卡尺測量大鼠右后足跖厚度,足趾腫脹度=(致炎后足跖厚度-致炎前足跖厚度)/致炎前足跖厚度。
1.2.6 關(guān)節(jié)炎癥指數(shù)評價
根據(jù)關(guān)節(jié)炎癥評分與計數(shù)的標準[8](表1),對大鼠進行關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分(總分為四足評分之和)。
表1 關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分標準
1.2.7 血清中PGE2、RF、CRP含量測定
末次給藥后,大鼠禁食不禁水12 h。采集血液標本前,用10%水合氯醛按0.3 mL/100 g鼠重腹腔注射使各組大鼠麻醉,腹主動脈取血,室溫放置2 h,3 000 r/min離心10 min,吸出血清,于-80℃低溫冰箱保存待測。采用ELISA試劑盒按照說明書檢測各組大鼠血清中前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)、類風濕因子(Rheumatoid Factor,RF)、C-反應(yīng)蛋白(C-reaction Protein,CRP)表達情況。
1.2.8 滑膜組織病理分析
腹主動脈取血后,截取大鼠的踝關(guān)節(jié),剔除表面皮膚和肌肉,置于4%多聚甲醛溶液中固定3 d后,換入新的固定液繼續(xù)固定4 d,將踝關(guān)節(jié)用PBS清洗3次,繼而用純化水清洗3次,將踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)移至20倍體積的脫鈣液中脫鈣,脫鈣液每周更換1次,4-6周時用針刺、鉗夾的方法檢查脫鈣情況,待針刺無阻力感時終止脫鈣,將組織脫水、石蠟包埋、切片,經(jīng)切片脫蠟后進行HE染色。
1.2.9 數(shù)據(jù)處理
大鼠后肢踝關(guān)節(jié)腫脹情況如圖1所示??瞻捉M(圖1a)大鼠活動自如,無關(guān)節(jié)炎癥現(xiàn)象,毛發(fā)順滑光亮,飲食、大小便正常。模型組(圖1b)大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹嚴重,以右后足踝關(guān)節(jié)腫脹最為明顯,行動遲緩,毛發(fā)枯萎且色澤暗淡,精神逐漸萎靡,進食減少。給予厚藤提取物干預(yù)后,大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹程度得到減輕。
圖1 各組大鼠后肢腫脹情況
由表2可知,各組造模大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹度與空白組相比均顯著提高(P<0.01)。各治療組與模型組相比均無顯著性差異(P>0.05),其中,厚藤提取物高劑量組有減輕踝關(guān)節(jié)腫脹度的趨勢。厚藤提取物高、中、低劑量組與陽性組比較,無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表2 厚藤提取物對CIA大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹度的影響
厚藤提取物對CIA大鼠足跖腫脹度的影響結(jié)果如表3所示。與空白組相比,各組造模大鼠足跖腫脹度均顯著提高(P<0.01)。與模型組相比,厚藤提取物各治療組在給藥18 d后,隨著給藥濃度的升高,足跖腫脹度有逐漸下降的趨勢,但各組間無顯著性差異(P>0.05)。厚藤提取物各組與陽性組比較,均無顯著性差異(P>0.05)。
表3 厚藤提取物對CIA大鼠足跖腫脹度的影響
由圖2可知,與空白組相比,各組造模大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)顯著升高(P<0.01)。與模型組相比,陽性組、厚藤提取物高劑量組在給藥15 d后關(guān)節(jié)炎癥指數(shù)降低(P<0.05),厚藤提取物中劑量組在給藥18 d后關(guān)節(jié)炎癥指數(shù)降低(P<0.05)。與陽性組相比,厚藤提取物各治療組均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
與空白組比較##P<0.01;與模型組比較*P<0.05
由表4可知,模型組大鼠與空白組相比,血清中PGE2、RF、CRP水平均顯著升高(P<0.01)。與模型組相比,各給藥組能顯著降低RF水平(P<0.01);除厚藤提取物低劑量組外,厚藤提取物高、中劑量組能顯著降低PGE2、CRP水平(P<0.05,P<0.01)。與陽性組相比,厚藤提取物低劑量組血清中PGE2含量明顯升高(P<0.05),厚藤提取物各組RF含量均顯著升高(P<0.01),而CRP含量無顯著性差異(P>0.05)。
表4 厚藤提取物對CIA大鼠血清中PGE2、RF、CRP表達的影響
大鼠踝關(guān)節(jié)病理切片結(jié)果如圖3所示。光學顯微鏡下,空白組踝關(guān)節(jié)組織軟骨結(jié)構(gòu)完整,骨層清晰,關(guān)節(jié)面光滑,軟骨細胞分布均勻,軟骨內(nèi)無血管和神經(jīng),骨小梁較寬,骨髓腔中細胞分布密集、無空曠區(qū);滑膜結(jié)構(gòu)清晰完整,襯里層由單層或雙層滑膜細胞組成,排列疏松且部分不連續(xù),滑膜組織無炎性細胞浸潤及纖維組織增生。模型組軟骨和軟骨下層骨組織受侵蝕,見局部軟骨細胞嚴重減少,部分軟骨細胞壞死,見軟骨細胞著色較深,胞質(zhì)溶解,排列紊亂,軟骨層及軟骨下層骨組織形成纖維裂隙,裂隙間大量毛細血管增生形成血管翳,較多炎性細胞浸潤,見核呈圓形深染的淋巴細胞和核呈桿狀或分葉狀的中性粒細胞,骨組織中見大量的纖維組織填充,可見核呈長橢圓形的成纖維細胞增生。與模型組相比,厚藤提取物低劑量組踝關(guān)節(jié)組織病變程度相差不大,厚藤提取物中劑量組踝關(guān)節(jié)組織病變程度相對有所減輕,陽性組和厚藤提取物高劑量組踝關(guān)節(jié)組織病變程度得到明顯減輕。
圖3 厚藤提取物對CIA大鼠踝關(guān)節(jié)病理切片的影響
厚藤作為一種常用海洋中藥,現(xiàn)代研究表明,厚藤中含有樹脂糖苷類、黃酮類、酚酸類等成分,具有抗炎、鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等多種藥理活性[7]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),厚藤水提物具有抗急性痛風性關(guān)節(jié)炎(Acute Gouty Arthris,AGA)作用[9],AGA與RA都屬于風濕病,歸屬于中醫(yī)“痹證、痹病”等范疇,本研究旨在探討厚藤提取物對CIA大鼠的治療作用。
CIA大鼠關(guān)節(jié)腫脹和炎癥指數(shù)評價是反映病程的主要指標,進而評定藥物的治療效果。實驗結(jié)果表明,與模型組相比,厚藤提取物各治療組的踝關(guān)節(jié)腫脹度、足跖腫脹度有減輕的趨勢但無顯著性差異(P>0.05),厚藤提取物高、中劑量組可降低CIA大鼠關(guān)節(jié)炎癥評分指數(shù)。在實驗過程中,造模大鼠發(fā)病時間、病情程度不一。首次免疫時將CⅡ和CFA混合乳化后,在大鼠背部兩側(cè)及尾根部3點皮內(nèi)注射,造成大鼠后期出現(xiàn)不同腫脹情況,部分大鼠兩后足均出現(xiàn)腫脹現(xiàn)象,個別大鼠出現(xiàn)前肢腫脹;第2次免疫時,選擇大鼠右后足進行注射免疫。因此,在實驗期間造模大鼠普遍為右后足嚴重腫脹,其余足不同程度腫脹。在給藥前,按炎癥評分指數(shù)(大鼠四足評分之和)分層隨機分組,踝關(guān)節(jié)腫脹度、足跖腫脹度測量部位為大鼠右后足;給藥后,大鼠右后足腫脹消退緩慢,而繼發(fā)性腫脹消退較快。與模型組比較,厚藤提取物各治療組大鼠炎癥指數(shù)評分明顯降低,而踝關(guān)節(jié)腫脹度、足跖腫脹度降低但無顯著性差異(P>0.05)。
RA病情發(fā)生與多種細胞因子密切相關(guān)。在RA模型中,PGE2發(fā)揮著關(guān)鍵作用,炎性因子PGE2可以增強單核細胞和中性粒細胞的趨化性,刺激淋巴細胞的增殖和細胞因子的釋放[10],PGE2過度表達可使血管舒張,微循環(huán)通透性增加,加重滲出與水腫,誘導(dǎo)軟骨破壞,從而加重RA炎癥反應(yīng)[11,12]。RF作為一種特異性抗體,由RA產(chǎn)生,RF表達升高,可加重患者器官功能的損傷[13]。CRP最早在肺炎球菌感染病人中發(fā)現(xiàn),屬于急性期蛋白,在發(fā)生炎癥、組織損失時,表達水平迅速上升,在臨床上常被用作診斷炎性反應(yīng)、免疫防御功能的標志物[14,15]。RF和CRP與RA疾病發(fā)展密切相關(guān),可作為診斷和判定RA嚴重程度的指標[16,17]。
本研究評價了厚藤提取物對CIA模型大鼠的抗炎作用,結(jié)果顯示,厚藤提取物對CIA大鼠有減輕腫脹、緩解滑膜炎癥狀的作用,其對CIA大鼠關(guān)節(jié)的保護作用可能是通過降低血清中PGE2、RF、CRP表達水平,從而抑制炎癥反應(yīng),其具體分子作用機制還需深入探究。