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类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种常见的慢性自身免疫性和损伤性关节炎,最终导致进行性关节损伤。RA的显著特征是慢性滑膜炎、关节软骨和骨组织的损伤以及系统性炎症的发生。滑膜细胞在白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和前列腺素 E<,2>(prostaglandin E<,2>,PGE<,2>)的刺激下处于高分泌状态,产生更多细胞因子,这些细胞因子相互作用,刺激滑膜细胞过度增生形成血管翳,是引起RA患者软骨和骨组织损伤的主要原因。迄今为止,RA的发病机制还没有明确。虽然用于治疗RA的药物较多,但由于用药的持久性和副作用,目前尚无理想的治疗RA药物。自芍总苷(total glucosides of paeony,TGP)是从中药芍药(paeonia lactiflora Pall)中提取的有效部位,主要成份是芍药苷,是已经被证实为有效治疗RA的传统中药。然而,TGP如何发挥治疗慢性系统性疾病如RA的机制还不清楚。鸟苷酸结合蛋白(G-protein-coupled receptors,G-protein),简称G蛋白,其介导的信号转导通路在免疫性疾病中发挥重要作用。PGE<,2>作为RA发病中重要的炎性介质之一,通过结合并激活细胞膜上的PGE<,2>受体(prostaglandins E<,2> receptors,EP)引起一系列生理和病理作用,已知EP是G蛋白偶联受体,激活的。EP引发G蛋白活化及其下游信号传递,如环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)水平的变化。本研究采用大鼠胶原性关节炎(collagen-induced arthritis,CIA)模型,探讨了TGP对CIA大鼠继发性关节肿胀度、滑膜细胞分泌功能和增殖能力的影响。另外,本实验以滑膜细胞为实验对象,阐明TGP对重组大鼠白细胞介素1α(recombinam rat IL-1α,rIL-1α)作用下CIA大鼠成纤维样滑膜细胞(fibroblast-likesynoviocytes,FLS)EP受体的表达和G蛋白信号通路的影响。
目的:
阐明TGP对CIA大鼠FLS功能的影响。实验通过观察TGP对FLS产生PGE<,2>、TNF-α和cAMP的作用,阐明TGP对滑膜细胞增殖和细胞因子之间相互作用的影响;分析TGP是否通过PGE<,2>-EP-G蛋白-cAMP信号转导通路调节cAMP水平、抑制滑膜细胞增殖和抑制炎性细胞因子的水平发挥治疗CIA作用。
方法:
大鼠左后足趾、尾根部、背部皮内多点注射鸡Ⅱ型胶原(chicken tvpe Ⅱcollagen,C Ⅱ)乳剂制备CIA模型,以TGP(25,50,100 mg·kg<-1>,ig,d14~d28)治疗给药,GTW(40 mg·kg<-1>,ig,d14~d28)作为阳性对照。正常组和模型组给予等体积的羧甲基纤维素钠溶液。
足容积法测量大鼠继发侧(右后)足爪肿胀度(Δml);ELASA法检测大鼠血清中抗C Ⅱ抗体的水平。MTT法检测滑膜细胞的增殖反应;放射性免疫法测定PGE<,2>、TNF-α和cAMP的水平。采用Western blot技术检测滑膜组织Gai2蛋白表达和FLS膜蛋白EP受体亚型EP<,4>蛋白表达。
结果:
1、TGP减轻CIA大鼠继发性关节肿胀度、抑制滑膜细胞过度增殖和分泌过多炎性细胞因子以致炎前右后足爪的足爪容积作为d0,致炎后每隔4d测量一次。同正常组大鼠相比较,d14 CIA大鼠继发侧足爪肿胀度显著增加,d22~d26达高峰。TGP(25,50,100 mg·kg<-1>,d14~d28)可显著减轻CIA大鼠的足爪肿胀度。体内实验结果表明,TGP(25,50,100 mg·kg<-1>,d14~d28)明显抑制滑膜细胞增殖和分泌IL-1、PGE<,2>和’TNF-α的能力。2.TGP抑制rIL-1α作用下CIA大鼠FLS分泌PGE<,2>和TNF-α的水平细胞因子如IL-1、TNF-α和PGE<,2>在RA发病机制中发挥重要作用。体外试验中,我们以FLS为观察对象,选择rIL-1α为体外刺激因子,观察rIL-1α对FLS分泌 TNF-α和 PGE<,2>的影响。rIL-1α呈浓度/时间依赖性的提高FLS分泌TNF-α和PGE<,2>水平,TGP(2.5,12.5,62.5,125,25μg·ml<-1>)不同程度的降低PGE<,2>和 TNF-α水平,呈明显的量效关系。体外实验进一步证实了 TGP对CIA大鼠FLS分泌功能的影响。
3.TGP调节炎性因子介导的G蛋白信号转导通路是TGP抑制滑膜细胞过度分泌功能的重要分子机制之一。
众多文献报导EP受体亚型EP<,4>参与RA的病理生理学过程。本课题中,Westernblot法检测结果发现,TGP升高EP<,4>蛋白表达,抑制Gαi2的蛋白表达,上升cAMP水平,抑制滑膜细胞增殖。提示TGP恢复PGE<,2>-EP-G蛋白-cAMP信号转导的正常通路,可能是其抑制CIA大鼠FLS亢进分泌功能的重要分子机制之一。
结论:
1.TGP对大鼠CIA关节局部肿胀有明显改善作用;TGP抑制滑膜细胞过度增殖、降低滑膜细胞分泌PGE<,2>、TNF-α和IL-1。
2.TGP抑制rIL-1α诱导的CIA大鼠FLS分泌PGE<,2>和TNF-α是其抑制滑膜细胞亢进分泌功能的重要特点。
3.TGP调节 PGE<,2>-EP-G蛋白-cAMP信号转导平衡可能是其恢复CIA大鼠FLS功能和抑制其亢进分泌功能的重要分子机制之一。