雷公藤甲素微乳凝胶对CIA大鼠T细胞相关因子调节作用研究

来源 :世界中医药 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeremy008
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  摘要 目的:观察雷公藤甲素微乳凝胶(TP-MBGs)外用对CIA大鼠T细胞相关因子表达水平的影响,以探究其治疗类风湿性关节炎的作用机制。方法:将56只CIA模型大鼠随机分成空白组、模型组、基质组、TP灌胃组、TP微乳高剂量组、TP-MBGs高、中、低剂量组,给药28 d后处理,采用ELISA法检测各组大鼠皮肤(CD1α、IgA)、血清(IFN-γ、IL-6、TNF-α、ColⅡ、IL-10)及滑膜细胞上清液(IL-1、PGE2、TNF-α)中相关细胞因子的表达水平。结果:与空白对照组比较,模型组皮肤中CD1α、血清中IFN-γ、IL-6、TNF-α和滑膜细胞上清液中IL-1、PGE2、TNF-α的表达水平明显升高;与模型组比较,TP-MBGs中剂量组血清中的TNF-α及IL-6、滑膜细胞上清液中的IL-1及TNF-α表达水平显著降低;TP-MBGs高剂量组皮肤中CD1α、血清中的TNF-α及IFN-γ、滑膜细胞上清液中的IL-1及TNF-α的表达水平显著降低。结论:雷公藤甲素微乳凝胶外用治疗类风湿性关节炎,可能通过调节皮肤免疫功能及抑制相关细胞因子的分泌,从而起到局部及全身治疗作用。
  关键词 TP-MBGs;CIA模型;RA;T细胞相关因子;调节作用;ELISA法;经皮给药;机制
  Abstract Objective:To observe the effects of triptolide microemulsion gel(TP-MBGs)on the expression of T cell related factors in CIA rats,and to explore the mechanism of its treatment of rheumatoid arthritis.Methods:A total of 56 CIA rats were randomly divided into a blank group,a model group,a matrix group,a TP intragastric administration group,a TP microemulsion high dose group,a TP-MBGs high,middle and low dose group.After 28 days of administration,the expression level of the rat skin of CD1α,IgA,the serum of IFN-γ,IL-6,TNF-α,ColⅡ,IL-10 and the synovial cell supernatant of IL-1,PGE2,TNF-α were detected by ELISA.Results:Compared with the blank control group,the expression of CD1α in skin,IFN-γ,IL-6,TNF-α in serum and IL-1,PGE2,TNF-α in synovial cell supernatant were significantly increased in the model group.Compared with the model group,the expression levels of TNF-α and IL-6 in serum,IL-1 and TNF-α in the supernatant of synovial cells in the middle dose TP-MBGs group were significantly decreased than those in the model group.The expression of CD1α in skin,TNF-α and IFN-γ in serum,IL-1 and TNF-α in synovial cell supernatant decreased significantly in high dose TP-MBGs group.Conclusion:Tripterygium wilfordii microemulsion gel for external treatment of rheumatoid arthritis may play a local and systemic role by regulating skin immune function and inhibiting the secretion of related cytokines.
  Key Words TP-MBGs; CIA model; RA; T cell related factors; Regulation effects; ELISA; Transdermal administration; Mechanism
  中图分类号:R285.5 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1673-7202.2019.07.002
   类风湿性关节炎(Rhumatoid Athritis,RA)是一种以关节炎性反应和骨损伤为主要特征的全身性自身免疫疾病,其患病率较高[1-2]。全世界不同地区人群中RA的发病率为0.18% ~1.07%,其中北欧及北美地区RA的发病率竟达到0.5% ~1.1%[3],如果不及时进行治疗,会导致关节破坏、畸形和功能障碍等,致残率极高,难以治愈,素来有“不死癌症”之称。中药雷公藤治疗RA历史悠久,疗效佳,其主要的活性成分之一是环氧化二萜内酯类化合物雷公藤甲素(Triptolide,TP),药理学研究表明TP具有显著的抗炎和免疫抑制作用,也是目前雷公藤制剂质量控制的指标性成分。为了改善目前临床上使用雷公藤口服制剂,产生的严重的肝、肾、生殖等毒性,课题组前期通过将TP制备成外用制剂微乳凝胶进行研究,TP单体的研究可以改善雷公藤中成分复杂和TP含量差异大的问题。早期就有研究表明在给予雷公藤外用治疗后,血药浓度较口服血药浓度低,而治疗效果却与口服制剂相当,且不良反应较小[4]。雷公藤甲素微乳凝胶(Triptolide Microemulsion Based Gels,TP-MBGs)外用可以直接作用在病灶部位,增加藥物的渗透性,且前期药效学实验表明TP-MBGs对Ⅱ型胶原诱导关节炎(Collagen Induced Arthritis,CIA)模型大鼠具有较好的治疗效果。但对TP-MBGs治疗RA的作用机制的研究较少,故本实验通过建立CIA大鼠模型,从皮肤免疫及抗炎方面,研究TP-MBGs外用治疗RA的作用机制,以期为指导TP-MBGs临床使用提供一定参考。   1 材料与方法
  1.1 材料
  1.1.1 动物 SD大鼠,雄性,体质量(200±20)g,(湖南斯莱克景达实验动物有限公司,动物许可证号:SCXK(湘)2011-0003,实验动物从业人员上岗证号:赣3936)。
  1.1.2 药物 TP(批号:160513,质量分数≥98%,成都普菲德生物技术有限公司)。
  1.1.3 试剂与仪器 弗氏完全佐剂7001(北京博蕾德生物科技有限公司,生产批号:160308);牛II型胶原蛋白20022(北京博蕾德生物科技有限公司,生产批号:160177);酶标仪(Multlskan Mk3赛默飞世尔仪器有限公司);计算机(TFT185W80PS冠捷显示科技有限公司);大鼠TNF-α试剂盒(KIT,XL-Er0201 Abcam公司);转轮式切片机(徕卡-2016,德国);TSJ-Ⅱ型全自动封闭式组织脱水机(常州市中威电子仪器有限公司);BMJ-Ⅲ型包埋机(常州郊区中威电子仪器厂);PHY-Ⅲ型病理组织漂烘仪(常州市中威电子仪器有限公司);数码三目摄像显微镜(BA400Digital,麦克奥迪实业集团有限公司)等;图像分析软件Image-Pro Plus 6.0(美国Media Cybernetics公司)。
  1.2 方法
  1.2.1 分组与模型制备 雄性SD大鼠适应性饲养1周后,随机选取8只作为空白对照组,其余进行造模。将牛Ⅱ型胶原蛋白与弗氏完全佐剂在冰浴条件1∶ 1乳化,形成稳定的乳化剂(水中成团)。在大鼠尾根部2 cm处注射乳化劑0.2 mL/只,7 d后在离大鼠尾根部1.5 cm处注射乳化剂0.1 mL/只再次免疫1次。
  从初次免疫第1天起,每日观察四肢肿胀情况,按照0~4级评分标准进行评分[5],0分:无关节炎;1分:小趾关节轻度肿胀;2分:小趾关节和足跖肿胀;3分:踝关节以下的足爪肿胀;4分:包括踝关节在内全部关节肿胀。四肢评分之和为关节炎指数(Arthritis Index,AI),AI越高,表明关节炎程度越严重。初次免疫后第14天进行关节炎指数评分,AI≥4即为造模成功,将AI评分不足大鼠剔除,最终随机选取56只CIA模型大鼠进行实验。将56只CIA模型大鼠,按评分梯度均匀分为模型组、基质组、TP灌胃组、TP微乳高剂量组、TP-MBGs高、中、低剂量组,每组8只。
  1.2.2 给药方法 空白对照组和模型组正常饲养,TP灌胃组灌胃给药,其余各组均涂在患病关节部位,给药量见表1,1次/d,连续给药28 d,为方便给药各组大鼠给药部位定期进行剃毛处理。
  1.2.3 检测指标与方法
  1.2.3.1 大鼠皮肤组织CD1α、IgA平均吸光度的测定 取大鼠皮肤,4%多聚甲醛固定后均按病理检验SOP程序进行。脱水、修剪、包埋、切片、染色、封片等,最后镜检。采用BA200Digital数码三目摄像显微摄像系统显微摄像系统对切片进行图像采集,每张切片先于100倍下观察全部组织,再根据组织大小及表达情况分别选取1个区域400倍采集图像。采用Image-Pro Plus 6.0图像分析系统测定所采集全部图像的吸光度(absorbance A),并计算其平均值。
  1.2.3.2 采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定大鼠血清中IFN-γ、IL-6、TNF-α、ColⅡ、IL-10的水平 各组大鼠采用10%水合氯醛腹腔麻醉,于腹主动脉取血,室温放置1 h,取上清液2 000 r/min离心10 min得血清。采用ELISA法检测血清中ColⅡ、IFN-γ、IL-6、IL-10、TNF-α的含量,其操作过程按照试剂盒提供的方法进行。
  1.2.3.3 采用ELISA法测定大鼠滑膜细胞上清液中IL-1、PGE2、TNF-α水平 在无菌条件下,取各组大鼠膝关节滑膜组织,用D-hank′s液洗涤3次以去除血细胞,仔细剔除脂肪组织后,获得较纯的白色滑膜组织块。剪成约1~2 mm2大小,Ⅱ型胶原酶消化3 h后,离心收集未贴壁的细胞,经0.25%胰蛋白酶消化5 min,离心弃去上清液,将细胞重悬于含15%胎牛血清的DMEM培养液中,置37 ℃ 5% CO2条件下培养48 h,离心收集上清液,-80 ℃冰箱保存备用。按照试剂盒说明测定滑膜细胞上清液中IL-1、PGE2、TNF-α的含量。
  1.3 统计学方法 采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析,其中计数资料以(%)表示,采用χ2检验,计量资料以(±s)表示,采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 TP对大鼠皮肤组织CD1α、IgA平均吸光度的影响 模型组与空白对照组比较,CD1α表达水平明显升高,且差异有统计学意义(P<0.05);其余各给药组与模型组比较,CD1α均有降低趋势,其中TP灌胃组和TP-MBGs高剂量组降低程度明显(P<0.05),基质组与模型组几乎相等,而IgA的表达在各组之间差异无统计学意义。见表2。
  2.2 TP对大鼠血清中IFN-γ、IL-6、TNF-α、ColⅡ、IL-10水平的影响 模型组与空白组比较,大鼠血清中IFN-γ、IL-6、TNF-α水平均升高,差异有统计学意义(P<0.01),而ColⅡ与IL-10无统计学意义;基质组与模型组比较,各因子水平几乎相等;其余各组与模型组比较,TP灌胃组、TP微乳高剂量组及TP-MBGs高剂量组中IFN-γ浓度显著性降低(P<0.05),TP-MBGs中、高剂量组及TP灌胃组的TNF-α水平显著降低(P<0.05),TP灌胃组及TP-MBGs中剂量组的IL-6的水平显著降低(P<0.05);ColⅡ和IL-10的水平无明显变化,差异无统计学意义。见表3。   2.3 TP对大鼠滑膜细胞上清液中IL-1、PGE2、TNF-α的影响 模型组与空白组大鼠比,滑膜细胞上清液中IL-1、PGE2及TNF-α的含量均有升高,差异有统计学意义(P<0.01);基质组与模型组比较,IL-1、PGE2、TNF-α水平几乎相等,差异无统计学意义;而与模型组比较,TP灌胃组、TP-MBGs高、中剂量组及TP微乳高剂量组中IL-1、PGE2及TNF-α的含量均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。
  3 讨论
  CIA模型在临床表现、病理组织学及体液免疫反应方面与RA有诸多相似之处,是目前复制RA最佳的动物模型[6-7],故本实验选择CIA為RA的动物模型进行研究。树突状细胞(DC)是目前所知功能最强的抗原提呈细胞,它的数量和活性将会直接影响免疫应答过程,从而直接参与RA的发展过程。CD1α是树突状细胞的特征性抗原,在皮肤中大量表达并发挥免疫作用[8]。本实验结果表明,模型组与空白比较,CD1α的表达水平显著升高,而TP灌胃组,TP-MBGs高剂量组与模型组比较,CD1α的表达水平显著降低(P<0.01),说明在制备大鼠类风湿关节炎模型后,免疫功能出现异常,树突状细胞表达水平升高,RA的发展与树突状细胞的表达密切相关,而TP-MBGs外用可通过下调皮肤中CD1α的表达水平从而起到治疗RA的作用。
  RA是自身免疫性疾病,因此对血液和关节滑膜细胞中的细胞因子进行研究,其中IL-6是一种重要的多效性细胞因子,由体内多种细胞分泌,是RA的关键细胞因子。它对RA的主要致病作用包括促进炎性反应相关的B细胞和Th17细胞的分化以及急性期蛋白的合成;诱导破骨细胞分化,造成关节损伤;与IL-1共同诱导基质金属蛋白酶(MMPs)的产生,破坏关节软骨等[9]。在RA患者血清及受累关节的滑液中均可观察到IL-6浓度升高,并且浓度升高与患者临床表现的轻重相关[10]。TNF-α是一种多效性的细胞因子,是RA发病过程中主要的促炎因子,被认为是与RA滑膜炎性反应的发生和发展关系最密切的促炎递质,在RA的局部滑膜炎性反应、血管翳的生成和组织损伤中都发挥了重要作用,可作为疾病活动度的重要指标。本实验中,空白组与模型组比较,大鼠血清中IL-6、TNF-α及IFN-γ的水平显著升高,表明RA的发病过程与炎性反应因子的水平密切相关。TP灌胃组与TP-MBGs中剂量组相较于模型组,IL-6水平显著降低;TP灌胃组、微乳高剂量组及TP-MBGs高剂量组的IFN-γ浓度较模型组显著降低;与模型组比较,TP灌胃组及TP-MBGs中剂量组的TNF-α的表达水平显著降低。表明TP-MBGs外用可通过降低血清中相关炎性反应因子,发挥全身作用,从而达到治疗RA的效果。
  
   在机体处于炎性反应情况下,IL-1被大量表达,它的2种亚型IL-1α和IL-1β在介导炎性反应和免疫过程中发挥重要作用。适量的IL-1可以增强机体抵御外界入侵的能力,而过多IL-1则引起关节损害,表现出类似RA的症状。在RA发病中IL-1可以刺激成纤维细胞增殖和血管翳生成,诱导产生更多PGE2,引起白细胞向滑膜部位聚集以及金属基质蛋白酶、胶原酶的分泌,加剧关节破坏[11]。本实验中,较空白组,模型组大鼠滑膜细胞上清液中的IL-1、PGE2及TNF-α的水平明显升高;较模型组,TP灌胃组、微乳高剂量组、TP-MBGs中、高剂量组的IL-1及TNF-α水平显著降低;TP灌胃组、TP-MBGs中剂量组及TP-MBGs高剂量组中PGE2浓度明显降低。基质组与模型组差异无统计学意义,说明基质对RA不产生影响,表明TP-MBGs可降低局部滑膜细胞中的致炎因子,且TP-MBGs与灌胃组效果相当,这可能是其外用治疗RA的作用机制之一。
  综上所述,TP-MBGs外用治疗RA,可能通过调节皮肤免疫功能及抑制相关细胞因子的分泌,从而起到局部及全身治疗作用。TP-MBGs外用与TP口服相比效果相当,均有一定的治疗效果。其中微乳凝胶基质对RA无明显的治疗效果TP-MBGs较TP微乳指标更趋向于空白对照组,治疗效果更好。
  参考文献
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  (2019-06-05收稿 责任编辑:徐颖)
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