槐米提取物對類風濕關節炎大鼠Th17/Treg細胞平衡的調節作用

欒仲秋 向月 李秋紅 王繼坤

[摘要] 目的 探討槐米提取物對類風濕關節炎大鼠輔助性T細胞/調節性T細胞（Th17/Treg）細胞平衡調節作用。方法 將50只雄性SD大鼠適應性飼養7 d后，選取合格大鼠，并將其隨機分為正常組、模型組、槐米組，每組15只。建立Ⅱ型膠原誘導性關節炎大鼠模型，槐米組于造模第21天開始灌胃給予槐米提取液300mg/（kg·d），1次/d。治療4周后，采用酶聯免疫吸附測定法檢測各組血清中腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）、IL-10、IL-17、IL-21、IL-23、IL-27水平，采用流式細胞術檢測外周血中Th17/Treg的比率，通過病理切片觀察踝關節病理學變化。 結果 與模型組比較，槐米組大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23含量明顯下降，IL-10、IL-27水平明顯上調，外周血中Th17/Treg比率顯著降低，差異有高度統計學意義（P < 0.01）。 結論 槐米能夠通過調控相關免疫細胞因子水平，誘導Treg細胞生成的同時干預Th17細胞分化，改善Th17/Treg失衡狀態，從而起到治療類風濕關節炎的作用。

[關鍵詞] 槐米;類風濕關節炎;輔助性T細胞/調節性T細胞;調節作用

[中圖分類號] R285.5? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-7210（2019）07（b）-0025-04

Regulation of Sophora japonica extract on Th17/Treg cell balance in rheumatoid arthritis rats

LUAN Zhongqiu1? ?XIANG Yue2? ?LI Qiuhong3? ?WANG Jikun1

1.Department of Nephrology， the First Affiliated Hospital of Heilongjiang University of Chinese Medicine， Heilongjiang Province， Harbin? ?150040， China; 2.Graduate School， Heilongjiang University of Chinese Medicine， Heilongjiang Province， Harbin? ?150040， China; 3.Library， Heilongjiang University of Chinese Medicine， Heilongjiang Province， Harbin? ?150040， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of Sophora japonica extract on the balance of helper T cells/regulatory T cells （Th17/Treg） in rheumatoid arthritis rats. Methods Fifty male SD rats were fed adaptively for 7 days. Qualified rats were selected and randomly divided into normal group， model group and Sophora japonica group， with 15 rats in each group. A rat model of type Ⅱ collagen induced arthritis was established. Sophora japonica group was given 300 mg/（kg·d） of Sophora japonica extract by gastric perfusion on the 21st day of model establishment， once a day. After 4 weeks of treatment， serum levels of tumor necrosis factor-α （TNF-α）， interleukin （IL）-6， IL-10， IL-17， IL-21， IL-23 and IL-27 were measured by ELISA. The ratio of Th17/Treg in peripheral blood was detected by flow cytometry. The pathological changes of ankle joint were observed by pathological section. Results Compared with the model group， the levels of TNF-α， IL-6， IL-17， IL-21 and IL-23 in the serum of rats in Sophora japonica group decreased significantly， the levels of IL-10 and IL-27 increased significantly， and the ratio of Th17/Treg in peripheral blood decreased significantly （P < 0.01）. Conclusion Sophora japonica can induce cytopoiesis of Tregs while interfering with the differentiation of Th17 by regulating the related immunocytokines， which improves Th17/Treg imbalance， thus exerting therapeutic effect for rheumatoid arthritis.

[Key words] Sophora japonica; Rheumatoid arthritis; Helper T cells/regulatory T cells; Regulation

類風濕關節炎（RA）是一種以對稱性關節周圍腫痛，甚則以屈伸困難為主要表現的慢性全身性自身免疫性疾病[1-2]。由于該病呈慢性進展，發作與緩解交替，對人體體力消耗大，致殘率高，給患者造成長期折磨和巨大痛苦，也加重了家庭的經濟負擔，因此RA防治研究意義重大[3-4]。中藥在治療免疫性疾病方面具有效果好、副作用少、低價格等優點，槐米的主要有效物質為黃酮類成分，且目前黃酮類中藥單體化合物治療RA的研究成果頗豐，為探尋中藥現代化應用提供了新方向[5-6]。此外，槐米具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎等作用[7]。為進一步探索評價RA治療效果的客觀指標及擴展槐米的臨床應用，本研究采用槐米提取物干預Ⅱ型膠原誘導性關節炎（CIA）模型大鼠，探討其對大鼠輔助性T細胞/調節性T細胞（Th17/Treg）細胞平衡調節作用，以期為槐米治療RA提供實踐理論，同時為RA患者的治療提供新的靶點。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SPF級雄性SD大鼠50只，由黑龍江中醫藥大學實驗動物中心提供（許可證號：SCXK魯20140001），體重為230～270 g，年齡40～45 d。

1.2 儀器與試藥

DNM-9602型酶標儀[北京普朗（集團）有限公司];Coulter Epics-XL4流式細胞儀（美國貝克曼庫爾特）;TF型光熱測痛儀（中國醫學科學院）;2135型切片機（德國徠卡）;Moticam 3000型成像系統（美國麥克奧迪）。

槐米提取物（由黑龍江中醫藥大學實驗中心制備，含生藥100 mg/mL）;牛Ⅱ型膠原及弗氏不完全佐劑（美國sigma公司）。

1.3 Ⅱ型膠原誘導性關節炎模型制備

將50只大鼠適應性飼養7 d后，隨機選取15只作為正常組，其余大鼠用10%水合氯醛進行腹腔麻醉。取牛Ⅱ型膠原溶于0.1 mol/L的乙酸中（2 mg膠原/mL），在4℃下過夜消溶，再在冰浴下與等量福氏不完全佐劑制成乳劑。在麻醉大鼠的頸、背部5個不同部位進行皮內注射，每個部位注射0.1 mL乳劑。第21天后，同法再加強注射1次。建模完成后，通過病理學觀察顯示關節滑膜組織異常增生、充血，伴見炎癥細胞浸潤，模型大鼠血清腫瘤壞死因子-α（TNF-α）水平異常升高，提示CIA模型復制成功。實驗過程中對動物的處置嚴格遵守國家科技部《關于善待實驗動物的指導意見》的規定。

1.4 實驗分組及給藥方法

將制備成功的大鼠模型隨機分為模型組和槐米組，每組15只。槐米組于造模第21天開始灌胃，參照《人和動物間按體表面積折算的等效劑量比值表》確定給予槐米提取液300 mg/（kg·d），1次/d，連續治療28 d。其余均給予等體積生理鹽水。

1.5 觀察指標及方法

1.5.1 大鼠血清細胞因子水平? 治療后28 d，大鼠麻醉后，采用真空采血管經右心室取靜脈血，室溫靜置2 h后，3500 r/min，離心15 min，分離血清，并采用酶聯免疫吸附測定法檢測大鼠血清細胞因子水平。

1.5.2 流氏細胞儀檢測外周血中Th17/Treg 細胞的比率? 心臟取血，經乙二胺四乙酸抗凝，將外周血單個核細胞（PBMC）分離，采用磷酸鹽緩沖液調整PBMC密度為5×106/100 μL。取上述細胞懸液100 μL，將CD3、CD4-FITC、CD4、CD25-PE單克隆抗體加入陽性管，將相應的同型對照抗體加入陰性管，在室溫進行避光孵育1 h，生理鹽水洗滌2次，棄上清液;加入白細胞介素-17（IL-17）和叉頭樣蛋白3（FoxP3）固定液1 mL，4℃避光孵育1 h;加入破膜液2 mL洗滌，1700 r/min、4℃離心5 min，棄上清液;加入破膜液100 μL，分別加入IL-17、叉頭樣蛋白3-藻紅蛋白-花菁素熒光染料Cy5（Foxp3-PE-Cy5）和同型對照抗體，依然室溫避光孵育1 h;再次加入破膜液2 mL洗滌2次，生理鹽水洗滌2次，棄上清液;采用流式細胞儀檢測Th17與Treg百分率，并計算Th17/Treg細胞比值。

1.5.3 踝關節病理學變化? 治療后28 d，大鼠麻醉后，取各大鼠右后足掌面、踝關節上大約1 cm的組織，常規固定，脫鈣后常規脫水、透明、浸蠟和包埋，采用蘇木精-伊紅（HE）染色法進行檢測，鏡下觀察各組大鼠關節組織病理學變化。

1.6 統計學方法

采用SPSS 18.0統計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用Dunnett′s t檢驗，以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠踝關節病理變化比較

正常組：大鼠關節結構正常，間隙均勻，關節周圍表面潤滑平坦無剝脫，軟骨細胞形態正常無退變，骨髓腔內骨小梁及骨髓未見異常;關節滑膜組織完整，無充血、水腫，未見細胞增生、血管翳。模型組：關節間隙變窄，關節軟骨表面剝落，軟骨細胞出現固縮及空腔，骨小梁結構紊亂;滑膜組織明顯增生、充血水腫，毛細血管增生，并可見炎細胞浸潤。槐米組：可見樞紐關頭結構趨于正常;滑膜增生顯著減輕，血管數量形成減少，未見明顯炎癥細胞浸潤，軟骨表層輕度破壞。見圖1。

2.2 各組大鼠血清中細胞因子水平比較

與正常組比較，模型組大鼠血清TNF-α、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23水平組顯著升高，IL-10、IL-27水平顯著降低;與模型組比較，槐米組大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23水平顯著降低，IL-10、IL-27水平顯著升高，差異均有高度統計學意義（P < 0.01）。見表1。

2.3 各組大鼠外周血中Th17/Treg細胞比率比較

與正常組比較，模型組大鼠外周血中CD4+ IL-17+ T細胞百分率和Th17/Treg比率顯著升高，Foxp3+ CD4+ CD25+ Treg細胞百分率顯著降低;與模型組比較，槐米組大鼠外周血中CD4+ IL-17+ T細胞百分率和Th17/Treg比率顯著降低，Foxp3+ CD4+ CD25+ Treg細胞百分率顯著升高，差異均有高度統計學意義（P < 0.01）。見表2。

3 討論

RA的發病機制尚未完全明確，但CD4+ T細胞亞群的失衡在RA的關節炎性浸潤、滑膜增殖、骨質及骨破壞過程中有著重要的影響[8-9]。Th17是Park等[10]在研究實驗性自身免疫性腦脊髓炎和膠原誘導的關節炎兩種自身免疫病模型時發現的一類新的CD4+ T細胞亞群，不僅可以分泌IL-17[11]，使其參與自身免疫疾病，從而加重炎性反應，還可以分泌IL-21等細胞因子[12]。Treg細胞是一類特異表達轉錄因子Foxp3、具有免疫負性調節功能的CD4+ T細胞，其中具有免疫抑制作用的調節性T細胞中又以CD4+、CD25+為主[13-14]。細胞因子IL-6是由單核細胞、T淋巴細胞和纖維母細胞產生的，通過增強TNF-α的作用，間接刺激滑膜纖維母細胞和軟骨細胞產生前列腺素E2（PGE2）和膠原酶，促進了骨質的破壞和骨吸收[15-16]，而IL-10卻通過干預NF-κB途徑來抑制Th17細胞分泌TNF-α，較大可能地阻斷了由TNF-α誘導產生的PGE2[17]。IL-23、IL-27均屬于IL-12家族的一員，其中IL-27能夠影響CD4+ T細胞分泌IL-10和IL-17，同時也能刺激Treg細胞分化，抑制Th17細胞的生成，在免疫疾病中起到促進免疫和抑制免疫的雙重作用[18-19]。

本研究探討槐米對CIA大鼠Th17/Treg細胞平衡的作用，結果顯示，槐米能夠顯著改善CIA大鼠的關節滑膜病變，顯著減輕滑膜增生，降低血清中IL-6、IL-17、IL-21、IL-23水平，上調IL-10、IL-27水平，即通過抑制Th17細胞分泌炎性因子，刺激Treg細胞的分化，從而實現對Th17/Treg細胞平衡的調節作用。這可能與槐米所含有的黃酮、槲皮素等化學成分關系密切[20]。

綜上所述，槐米能夠通過調控相關免疫細胞因子水平，誘導Treg細胞生成，同時干預Th17細胞分化，改善Th17/Treg失衡狀態，從而對CIA模型起到治療作用。這可能是槐米治療類風濕關節炎、減緩病情發展的機制之一。本研究旨在對槐米提取物治療RA的有效性及可能機制進行研究，并將在后續研究工作中進一步明確槐米提取物不同劑量對RA的療效，并確定最佳治療劑量。

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