四神丸对溃疡性结肠炎大鼠结肠组织中核转录因子κB p65基因和蛋白表达的影响

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  摘要:目的 观察四神丸对溃疡性结肠炎(UC)模型大鼠结肠组织中核转录因子κB p65(NF-κB p65)基因和蛋白表达的影响,探讨其作用机制。方法 将实验大鼠分为空白组、模型组、四神丸组和柳氮磺胺嘧啶(SASP)组,采用TNBS/乙醇溶液灌肠法造模,四神丸组给予四神丸浸膏剂5 g/kg灌胃,SASP组给予0.3 g/kg SASP灌胃,空白组和模型组灌服等体积生理盐水。肉眼观察各组大鼠结肠大体形态损伤并评分,采用免疫组化和反转录法检测NF-κB p65蛋白和基因表达水平。结果 肉眼观察,模型组大鼠结肠组织黏膜层可见炎症和溃疡形成,与空白组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组大鼠结肠组织NF-κB p65基因和蛋白表达均高于空白组,差异有统计学意义(P<0.01);四神丸组NF-κB p65基因和蛋白表达均较模型组降低,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论 四神丸对UC具有治疗作用,其机制可能与激活NF-κB信号通路有关。
  关键词:四神丸;溃疡性结肠炎;核转录因子κB p65;大鼠
  中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2014)02-0049-04
  溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种主要累及直肠、结肠黏膜的慢性非特异性炎症,临床以腹痛、腹泻、黏液脓血便为特征。目前其病因和发病机制尚不十分明确,该病复发率高,且缠绵难愈,有发生癌变的可能性,临床上缺乏特异性治疗药物[1-2]。核转录因子(NF)-κB是一种多功能核转录因子,具有广泛的生物学活性,在机体免疫炎症反应中起着重要作用[3]。现有研究显示,NF-κB p65在UC的发生发展中,作为一种重要的转录因子,是多种信号途径的汇聚点,在调节炎性反应的基因中起着关键作用[3],但对于NF-κB p65在UC肠道炎症中的具体作用机制还需要进一步探讨。本实验在前期工作的基础上,进一步观察四神丸对UC模型大鼠结肠黏膜NF-κB p65蛋白和基因表达的影响,以期探讨四神丸治疗UC的作用机制。
  1 实验材料
  1.1 动物
  采用SPF级Wistar大鼠40只,体质量(180±10)g,雌雄各半,甘肃中医学院科研实验动物中心提供,动物许可证号:SYXK(甘)2004-0006。
  1.2 试剂
  Trizol试剂(批号19919)、琼脂糖(批号0000101394)均购自Invitrogen公司;2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS):美国Sigma公司生产,批号2008162;反转录试剂盒(批号0000007526)、PCR试剂盒(批号108030404)均购自Promega Corporation。一抗NF-κB p65、SP免疫组化染色试剂盒、DAB染色试剂盒(北京博奥森生物工程开发有限公司产品)。
  1.3 仪器
  美国BIO-RAD凝胶成像仪、电泳槽、电泳仪,美国BIO-RAD S1000TM型PCR仪,德国3-16PK型通用台式高速离心机,海尔DM-86L626型立式超低温冰箱,美国Bio-RAd核酸定量分析仪,成都太盟BI-2000图像分析系统之免疫组化分析系统。
  1.4 药物
  四神丸由甘肃中医学院附属医院药剂室制备。按照《证治准绳》原方2∶4∶2∶1∶2比例取肉豆蔻、补骨脂、五味子、吴茱萸、大枣,用8倍量70%的乙醇每次回流2 h,提取3次,得醇提取液和醇提取药渣。合并3次醇提取液,滤过,滤液减压回收乙醇后得醇提取浓缩液,醇提取浓缩液干燥得干膏,干膏粉碎成细粉,加入挥发油。实验用不含赋形剂的浸膏,4 ℃冰箱保存备用。柳氮磺吡啶(SASP)每片0.25 g,上海三维制药有限公司生产,国药准字H31020450。
  2 实验方法
  2.1 造模
  参考文献[4-5],采用TNBS/乙醇溶液灌肠法制作UC大鼠模型。将Wistar大鼠40只,禁食(不禁水)24 h,用10%水合氯醛腹腔麻醉(0.3 mL/100 g)后,一次性将TNBS/乙醇液(100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL)溶液用橡胶输液管轻缓注入大鼠距肛门约7~8 cm深的肠腔内,留置数分钟。然后用针头抽取一定量的空气,同样方法注入大鼠肠腔,防止溶液外漏,让动物保持平躺状态,自然清醒。空白组大鼠采用同样方法等量生理盐水灌肠。
  2.2 分组与给药
  将实验动物分为空白组、模型组、四神丸组和SASP组,每组10只。除空白组外,均以100 mg/kg TNBS加50%乙醇0.25 mL混合试剂灌肠。四神丸组均给予四神丸浸膏剂5 g/kg灌胃(大鼠给药剂量按照人和动物体型系数折算),SASP组给予SASP 0.3 g/kg灌胃,灌胃体积均为10 mL/kg,空白组和模型组灌服等体积生理盐水。各组于造模后第2日开始灌胃,每日1次,连续21 d。3周后处死,取标本。
  2.3 取材
  大鼠禁食24 h(不禁水)后,脱颈椎法处死大鼠,取血后迅速剖腹,取出距肛门以上8 cm处结肠段,沿肠系膜缘剪开肠腔,用冷PBS缓冲液冲洗肠内容物,肉眼观察各组大鼠肠组织大体形态情况记录并进行评分,取病变最明显处0.5 cm左右结肠组织,迅速移至液氮中保存,用于NF-κB p65 mRNA表达检测。
  2.4 大体形态损伤评分
  0分:无损伤;1分:充血但没有溃疡;2分:充血而且肠壁变厚但没有溃疡;3分:有一处小溃疡,直径约0~1 cm;4分:溃疡较大,直径1~2 cm,但肠管与外周脏器无粘连;5分:溃疡直径1~2 cm,肠管增厚,与周围脏器粘连严重。
  2.5 免疫组织化学法检测核转录因子κB p65蛋白表达   采取经典的SABC法,将固定好的石蜡切片常规脱蜡至水。每张切片滴加3%H2O2,室温放置10 min。将切片浸入0.01 mol/L枸橼酸盐缓冲液(pH 6.0)中进行抗原热修复,自然冷却至室温,滴加5%BSA封闭液,室温20 min。分别滴加NF-κB p65一抗,4 ℃冰箱过夜。滴加生物素化山羊抗兔IgG,在37 ℃培养箱中孵育20 min。滴加试剂SABC,在37 ℃培养箱中孵育20 min。DAB显色剂,苏木素轻度复染3 min;经梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。在显微镜下观察结果,拍片。染色对照:同一组片中,用PBS代替一抗作孵育,其余步骤同上。
  NF-κB p65蛋白主要表达于大鼠结肠组织中的肠道黏膜及黏膜下层,以胞浆为主。NF-κB p65表达阳性为胞质呈黄绿颗粒染色,颜色越深则表达越强,未出现黄绿颗粒者为阴性。采用BI-2000图像分析系统之免疫组化分析系统,随机选取5个视野,测阳性细胞平均灰度值,灰度值大,蛋白表达多,反之则表达少。
  2.6 RT-PCR法检测核转录因子κB p65基因表达
  总RNA的提取采用经典的Trizol法,应用Bio-RAd核酸定量分析仪测定总RNA的浓度和纯度,确保2.0>A260/A280>1.8。参照逆转录试剂盒说明书进行逆转录,合成cDNA,用cDNA模板对大鼠内参照β-actin及NF-κB p65基因分别进行PCR扩增,引物由金唯智生物科技北京有限公司合成,内参照β-actin引物序列:上游引物为5’-CCTCTATGCCAACACAGTGC-3’,下游引物为5’-AAGGGTGTAAAACG CAGCTC-3’,扩增产物长度292 bp;NF-κB p65引物序列:上游引物为5’-GAGCAAGCCATTAGCCAGCG-3’,下游引物为5’-CACGGT TATCAAAAATCGGA-3’,产物长度173 bp。扩增反应体系为50 μL,其中cDNA 5 μL,上下游引物各1 μL,MgCl2 3 μL,10×Reaction Buffer 5 μL,dNTP Mix 1 μL,Tap DNA聚合酶 0.25 μL,无酶水补足至50 μL。扩增参数为:预变性95 ℃、2 min,95 ℃变性45 s,退火52 ℃、45 s,72 ℃延伸30 s,共32个循环(β-actin为25个循环),总延伸72 ℃、5 min。PCR扩增产物于1%琼脂糖凝胶中电泳,在凝胶成像仪上成像,采用Quantity One图像分析软件分析数据,获得各电泳条带的积分光密度(X),用β-actin的积分光密度(A)作为内参照,计算基因的相对表达量(X/A)作为实验数据。
  3 统计学方法
  采用SPSS17.0统计软件进行分析。实验数据以—x±s表示,组间均数比较采用方差分析。P<0.05表示差异有统计学意义。
  4 结果
  4.1 一般情况
  模型组大鼠于造模当日开始出现稀便,觅食较不主动,食量减少,肛周污浊,于1周内体质量有所下降,毛色晦黯无光泽且被粪便沾染,持续稀便,部分大鼠有血便且肉眼可见;四神丸组、SASP组随着给药时间的持续,症状明显好转,大部分大鼠稀便症状消失,基本恢复正常,粪便呈灰褐色颗粒状,毛色逐渐转为光亮润泽,食量正常,活跃,体质量增长。
  4.2 四神丸对大鼠结肠黏膜损伤的影响
  模型组大鼠结肠黏膜可见明显的水肿、充血、溃疡,肠道缩短、肠壁变厚。经药物治疗后,大鼠结肠黏膜损伤情况均明显改善,其中四神丸组大鼠黏膜仅有少量的充血、水肿,其余损伤恢复正常,与模型组比较,四神丸组、SASP组评分明显降低,差异有统计学意义(P<0.01)。与SASP组比较,四神丸组结肠组织损伤情况恢复更好,但评分差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表1。
  4.3 四神丸对大鼠结肠黏膜核转录因子κB p65蛋白表达的影响
  免疫组化NF-κB p65显示,空白组NF-κB p65蛋白少量表达,模型组NF-κB p65蛋白表达较多,阳性细胞数量较多;SASP组NF-κB p65蛋白表达较弱,数量较少,四神丸组NF-κB p65蛋白表达较弱,阳性细胞数量较少,与SASP组比较无明显差异。结果见表1、图1。
  5 讨论
  中医认为,UC的发生是由于情志损伤、饮食、劳倦等多种因素相互作用导致五脏失调引起[6]。由于本病病程多数较长,其发生虽与饮食伤脾十分相关,但“五脏所伤、穷必及肾”,所以UC发病日久易致肾虚。又因肾主二便,肾虚则气化不行,大便失约而为泄泻,故临床治疗从“脾虚泄泻”、“肾虚泄泻”论治UC是重要思路。
  NF-κB是一种能与多种基因启动子或增强子部位κB位点发生特异性结合并促进其相关基因转录的蛋白质因子,参与调节多种炎症和免疫基因的表达调控[7]。NF-κB广泛存在于各种组织中,在免疫和炎症反应、细胞生长、病毒感染及某些疾病急性期反应等方面起着重要作用。有功能活性的NF-κB二聚体大都含p65亚单位,这样的二聚体具有显著的促炎活性[8]。含p65的NF-κB二聚体的激活,可能是UC中炎症因子分泌的重要调控者。NF-κB p65是UC细胞因子释放的关键调控因素,在UC的发生和发展中起着十分重要的作用[9]。NF-κB p65在UC中可能的致病作用是NF-κB p65被活化后,直接调节一系列炎症细胞因子等的转录和蛋白质合成,导致这些炎症递质产量增高,引起结肠黏膜损伤[10]。另外,当炎症因子反作用于NF-κB信号通路时,导致更多的NF-κB蛋白转移到核内,调控多种炎症因子相关基因的表达,进一步使肠道炎症反应加重,所以,如果能阻止NF-κB信号通路开放,就可能十分有效地治疗肠道炎症[11-12]。
  本研究结果表明,空白组大鼠结肠组织NF-κB p65基因和蛋白表达下调,模型组大鼠结肠黏膜NF-κB p65基因和蛋白表达量上调,说明在UC发病时,NF-κB信号通路可能已被激活。而治疗组NF-κB p65基因和蛋白表达又明显下调,说明四神丸可能具有防止NF-κB信号通路开放的作用。实验结果还显示,NF-κB p65基因和蛋白表达量与结肠黏膜组织的损伤程度一致。上述研究结果表明,NF-κB p65信号通路的激活可能参与了UC的发病,四神丸治疗UC的疗效机制可能是发挥“温肾健脾”的整体调节作用,激活了NF-κB p65的效用,其具体作用机制可能是通过降低NF-κB p65 mRNA转录水平,调控NF-κB p65蛋白的表水平,发挥抑制NF-κB p65合成的作用,使NF-κB p65蛋白表达水平降低,一方面可能通过抑制阻止NF-κB信号通路的开放而发挥其在UC中的抗炎作用,也可能是通过调控NF-κB的活化,抑制多种炎症细胞因子的释放和表达而发挥抗炎作用,其相关作用机理有待进一步研究。   参考文献:
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  (收稿日期:2013-06-17,编辑:华强)
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