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潰結(jié)寧膏對(duì)慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎大鼠血清中炎癥因子及結(jié)腸組織GFAP、BDNF的影響

2022-02-19 21:03:38王璇李擎虎
關(guān)鍵詞:血清模型

王璇 李擎虎

〔摘要〕 目的 研究潰結(jié)寧膏對(duì)于大鼠血清中白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)和結(jié)腸組織中膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain derived neurophic factor, BDNF)的影響。方法 選用健康雄性2月齡SD大鼠48只,隨機(jī)分為空白組、模型組、水楊酸柳氮磺胺吡啶組、潰結(jié)寧膏組,每組12只,采用3% DSS間斷性喂養(yǎng)建立慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎模型,潰結(jié)寧膏組選取“中脘”“氣海”“足三里”“天樞”及“脾俞”穴位貼敷,連續(xù)治療21 d。治療后第1~3周周末觀察大鼠體質(zhì)量變化,進(jìn)食、活動(dòng)及糞便情況,并計(jì)算結(jié)腸組織疾病活動(dòng)指數(shù)(disease activity index, DAI);HE染色觀察各組大鼠結(jié)腸組織病理變化情況;ELISA法檢測各組大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量;蛋白免疫印跡法檢測各組大鼠結(jié)腸組織中GFAP、BDNF蛋白表達(dá)。結(jié)果 在治療的第7、14、21天,潰結(jié)寧膏組大鼠的DAI評(píng)分均明顯低于模型組(P<0.01)。電鏡下,潰結(jié)寧膏組大鼠結(jié)腸組織病理改變恢復(fù),炎性浸潤減輕。與模型組比較,潰結(jié)寧膏組大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量明顯降低(P<0.01);結(jié)腸組織中GFAP蛋白表達(dá)明顯降低,BDNF蛋白表達(dá)明顯升高(P<0.01)。結(jié)論 潰結(jié)寧膏可能通過減輕血清中炎性因子的表達(dá)、調(diào)控腸神經(jīng)系統(tǒng)、修復(fù)腸壁神經(jīng)叢和保護(hù)腸黏膜,減輕結(jié)腸組織病理性損傷,從而緩解慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎的臨床癥狀、降低DAI。

〔關(guān)鍵詞〕 慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎;潰結(jié)寧膏;白細(xì)胞介素-1β;白細(xì)胞介素-6;腫瘤壞死因子-α;膠質(zhì)纖維酸性蛋白;腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子;疾病活動(dòng)指數(shù)

〔中圖分類號(hào)〕R259 ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)志碼〕A ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2022.01.009

〔Abstract〕 Objective To study the effects of Kuijiening Ointment on interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6), tumornecrosis factor-α (TNF-α) in rat serum and glial fibrillary acidic protein (GFAP) and brain derived neurotrophic factor (BDNF) in colon tissue. Methods 48 healthy male SD rats of 2 months old were selected and randomly divided into blank group, model group, salicylic acid sulfasalazine (SASP) group, Kuijiening Ointment group, 12 rats in each group, a chronic nonspecific ulcerative colitis model was established with intermittent feeding using 3% DSS. The Kuijiening Ointment group selected “Zhongwan (RN12)”, “Qihai (RN6)”, “Zusanli (ST36)”, “Tianshu (ST25)” and “Pishu (BL20)” acupoint application for 21 days. In the 1st to 3rd week after treatment, the changes in body weight, eating, activity and feces of the rats were observed, and the disease activity index (DAI) of colon tissue was calculated; HE staining was used to observe the pathological changes of the colon tissue of rats in each group; ELISA method was used to detect the serum levels of IL-1β, IL-6 and TNF-α in each group of rats; Western blot method was used to detect the expression of GFAP and BDNF protein in the colon tissue of each group of rats. Results On the 7, 14, and 21 days of treatment, the DAI score of the Kuijiening Ointment group was significantly lower than that of the model group (P<0.01). Under electron microscope, the pathological changes of the colon tissue of the rats in the Kuijiening Ointment group recovered, and the inflammatory infiltration was reduced. Compared with model group, the serum levels of IL-1β, IL-6 and TNF-α in the Kuijiening Ointment group were significantly reduced (P<0.01); the expression of GFAP protein in the colon tissue was significantly reduced, and the expression of BDNF protein was significantly increased (P<0.01). Conclusion Kuijiening Ointment may relieve the clinical symptoms and decrease DAI of chronic non-specific ulcerative colitis by reducing the expression of serum inflammatory factors, regulating the enteric nervous system, repairing the nerve plexus of the intestinal wall, protecting the intestinal mucosa, and reducing the pathological damage of the colon tissue.

〔Keywords〕 chronic nonspecific ulcerative colitis; Kuijiening Ointment; interleukin-1β; interleukin-6; tumor necrosis factor-α; glial fibrillary acidic protein; brain derived neurotrophic factor; disease activity index

慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎(chronic nonspecific ulcerative colitis, CUC)是臨床多發(fā)的一種原因不明的腸道炎癥[1],好發(fā)于直腸和乙狀結(jié)腸的腸黏膜下層,但也可遍及整段結(jié)腸[2]。臨床常表現(xiàn)為腹瀉、腹痛及黏液、血便,病情輕重不一,遷延反復(fù)。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為,其可能與感染、自身免疫、變態(tài)反應(yīng)、遺傳因素等有關(guān)[3]。由于其發(fā)病機(jī)制尚不明確,故無特效治療方案,臨床普遍采取保護(hù)腸黏膜、抗炎、清除致病源等對(duì)癥治療[4]。潰結(jié)寧膏具有溫補(bǔ)脾腎之功效,用于CUC的長期治療具有良好療效且無明顯毒副作用,深受患者信賴。經(jīng)過長期臨床觀察[5-7]和大量實(shí)驗(yàn)研究[8-10],潰結(jié)寧膏療效得到進(jìn)一步肯定。此次研究旨在闡述潰結(jié)寧膏對(duì)于大鼠血清中炎性因子和結(jié)腸組織中膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain

derived neurophic factor, BDNF)的影響,為潰結(jié)寧膏治療CUC的有效性和科學(xué)性提供更深層次的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 &nbsp;動(dòng)物

健康雄性2月齡SD大鼠48只,體質(zhì)量(160±10) g,均購自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,許可證號(hào):SCXK(湘)2011-0003。飼養(yǎng)條件:12 h/12 h明暗交替,室溫(25±3) ℃,相對(duì)濕度65%,噪聲

≤60 dB,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后開始造模。本實(shí)驗(yàn)符合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理要求。

1.2 ?藥物

潰結(jié)寧膏(湖南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院自制,由炮附子、細(xì)辛、丁香、白芥子、延胡索、赤芍、生姜組成)。水楊酸柳氮磺胺吡啶(salicylazo sulfapyridine,

SASP)片(山西同藥集團(tuán),國藥準(zhǔn)字H11020818,規(guī)格0.25 g/片),用雙蒸水將濃度配成50 mg/mL,放入4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 ?主要試劑與儀器

葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium, DSS)(美國MP Biomedicals公司,S0749),水合氯醛(上海山浦化工,20210123);beta-Actin(北京BIOSS,AH11295376);HRP-羊抗兔IgG(武漢BOSTER,BST15H08A27H55);Anti-BDNF Antibody(武漢BOSTER,BST20315317);Anti-GFAP Antibody(美國CST,3512T3);BCA蛋白濃度測定試劑盒(武漢BOSTER,15H18B58);特超敏ECL化學(xué)發(fā)光液(武漢BOSTER,14E22B45);伊紅染液、蘇木素染液(武漢Servicebio,ZH201294、ZH209293);白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)ELISA試劑盒(美國RD公司,BMS2302、BMS2040、BMS2017)。

Mini-Proten Tetra System電泳系統(tǒng)(美國Bio-Rad公司);石蠟切片機(jī)(德國徠卡,RM2235);BX43光學(xué)顯微鏡(Olympus公司,IX73-U);多功能酶標(biāo)儀(美國Molecular Devices公司,SpectraMax5);高速冷凍離心機(jī)(日本日立,CR22G Ⅱ);凝膠成像系統(tǒng)(美國伯樂,Gel Doc XR+)。

1.4 ?動(dòng)物造模及分組

采用隨機(jī)數(shù)字表法將48只大鼠分為空白組、模型組、SASP組、潰結(jié)寧膏組,每組12只。根據(jù)文獻(xiàn)研究[11-12],采用3% DSS間斷性喂養(yǎng)建立CUC模型。模型組、SASP組、潰結(jié)寧膏組自由飲用3% DSS溶液7 d,間隔7 d,按此順序持續(xù)造模35 d,空白組正常飲用水。按照Cooper評(píng)分系統(tǒng)[13]根據(jù)小鼠體質(zhì)量減輕、大便性狀、便血情況評(píng)定大鼠結(jié)腸組織疾病活動(dòng)指數(shù)(disease activity index, DAI),以DAI大于5分及大鼠結(jié)腸病理性改變視為造模成功。見表1。

1.5 ?干預(yù)方法及DAI測定

選穴參考《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》[14],選“中脘”“氣海” “足三里(雙側(cè))”“天樞”及“脾俞”,大鼠選穴后備皮,貼敷后予鼠夾固定;空白組和模型組給予巴布劑基質(zhì)穴位敷貼加生理鹽水(5 mL/kg)灌胃;SASP組給予巴布劑基質(zhì)穴位敷貼加SASP溶液,根據(jù)人臨床用量的等效劑量和動(dòng)物體表面積計(jì)算[15],SASP溶液按照每天0.27 g/kg濃度灌胃給藥;潰結(jié)寧膏組給于潰結(jié)寧膏貼敷加生理鹽水(5 mL/kg)灌胃,每只大鼠每天貼敷2 h,持續(xù)21 d。治療后第1~3周周末觀察大鼠體質(zhì)量變化、進(jìn)食、活動(dòng)及糞便情況,根據(jù)體質(zhì)量下降、糞便性狀和隱血情況,計(jì)算DAI。

1.6 ?HE染色觀察結(jié)腸組織形態(tài)

大鼠經(jīng)10%水合氯醛腹腔注射麻醉,立即暴露腹腔及胸腔,以生理鹽水行心臟灌注,待肝臟顏色變淡時(shí)停止灌注,快速取結(jié)腸組織,生理鹽水洗凈,濾紙吸干水分。一部分放入4%多聚甲醛中固定,石蠟包埋,切片,蘇木素伊紅染色,鏡下觀察結(jié)腸組織形態(tài)。一部分存于-80 ℃冰箱用于蛋白免疫印跡檢測。

1.7 ?ELISA法測定各組大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量

大鼠行心臟灌注前,腹主動(dòng)脈取血,4 ℃靜置4 h,4 ℃、3500 r/min,離心10 min,離心半徑7 cm,取上清,按照ELISA試劑盒說明書操作,使用酶標(biāo)儀在450 nm處讀取各孔吸光度,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算每個(gè)樣品蛋白水平。

1.8 ?蛋白免疫印跡法檢測結(jié)腸組織中GFAP、BDNF蛋白含量

取適量結(jié)腸組織冰上勻漿,裂解30 min,4 ℃、12 000 r/min離心10 min,離心半徑7 cm,收集上清-80 ℃凍存?zhèn)溆谩CA 法對(duì)蛋白定量。適量蛋白樣品進(jìn)行電泳分離,5%濃縮膠60 V,10%分離膠90 V;然后濕轉(zhuǎn)90 min,電流300 mA,5%脫脂牛奶封閉1 h,加一抗GFAP(1∶1000)、BDNF(1∶500),4 ℃搖床過夜。次日,TBST漂洗3次,二抗(1∶10 000)室溫孵育90 min,TBST漂洗3次,添加ECL發(fā)光液暗室曝片。用ImageJ V1.8.0軟件分析各條帶灰度值,進(jìn)行定量分析,統(tǒng)計(jì)各組與β-actin灰度值的比值。

1.9 ?統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以“x±s”表示,組間數(shù)據(jù)比較采用方差分析,用LSD法(方差齊)或Dunnett’s T3(方差不齊)作組間多重比較。均以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ?各組大鼠一般情況觀察

空白組大鼠在治療前后毛色柔潤光澤,無體質(zhì)量下降,無稀便膿血便情況。模型組大鼠在造模7 d后出現(xiàn)飲食減少、畏寒蜷縮、毛色晦暗、大便次數(shù)增多等表現(xiàn),部分大鼠甚至出現(xiàn)明顯血便;造模35 d時(shí),模型組大鼠體質(zhì)量明顯下降,少食懶動(dòng),抱團(tuán)蜷縮,毛色枯槁,大便呈黏液狀,重者夾帶膿血。由于造模周期長,少數(shù)大鼠因感染而死亡(模型組2只、SASP組1只、潰結(jié)寧膏組2只)。SASP組、潰結(jié)寧膏組治療后大便次數(shù)逐漸減少,黏液膿血便減少或消失,進(jìn)食及飲水量增加,毛發(fā)逐漸恢復(fù)光澤,體質(zhì)量停止下降。

2.2 ?各組大鼠DAI評(píng)分比較

治療前,模型組、SASP組及潰結(jié)寧膏組大鼠DAI評(píng)分比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在治療的第7天、第14天、第21天,SASP組和潰結(jié)寧膏組的DAI評(píng)分均明顯低于模型組(P<0.05,P<0.01)。與潰結(jié)寧膏組相比,SASP組在治療第21天的DAI評(píng)分明顯降低(P<0.05)。見表2。

2.3 ?各組大鼠結(jié)腸組織形態(tài)學(xué)觀察

電鏡下觀察發(fā)現(xiàn),模型組大鼠結(jié)腸組織出現(xiàn)明顯黏膜損傷,局部出現(xiàn)腺體排列紊亂和炎性細(xì)胞浸潤,腸壁增厚。SASP組及潰結(jié)寧膏組結(jié)腸組織病理改變不同程度恢復(fù),黏膜腺體排列較整齊,腸壁基本恢復(fù),肌層病變減輕,炎性浸潤減輕。見圖1。

2.4 ?各組大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量比較

與空白組相比,模型組大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量明顯增加(P<0.01)。與模型組比較,SASP組、潰結(jié)寧膏組大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量明顯降低(P<0.01);SASP組與潰結(jié)寧膏組之間無明顯差異(P>0.05)。見圖2。

2.5 ?各組大鼠結(jié)腸組織中GFAP、BDNF蛋白表達(dá)比較

與空白組相比,模型組大鼠結(jié)腸組織中GFAP蛋白表達(dá)明顯升高、BDNF蛋白表達(dá)明顯降低(P<0.01)。與模型組比較,SASP組、潰結(jié)寧膏組大鼠結(jié)腸組織中GFAP蛋白表達(dá)明顯降低、BDNF蛋白表達(dá)明顯升高(P<0.01);SASP組和潰結(jié)寧膏組之間比較無明顯差異(P>0.05)。見圖3。

3 討論

CUC當(dāng)屬中醫(yī)學(xué)“泄瀉”“腸澼”“痢疾”“內(nèi)瘍”等范疇,其病因無外乎感受外邪、飲食不節(jié)、情志失調(diào)、脾腎失司四端[15-16]。本課題組朱瑩教授認(rèn)為,其病位在腸,與脾、腎緊密相關(guān);慢性持續(xù)活動(dòng)期以脾腎陽虛為本,夾濕熱、瘀血、積滯并見;急性發(fā)作期則以濕熱、瘀血、積滯更甚,兼以脾腎不足,病情遷延難愈,惡性循環(huán)。朱教授根據(jù)其病因病機(jī)并結(jié)合多年臨床經(jīng)驗(yàn)首創(chuàng)潰結(jié)寧膏,由炮附子、細(xì)辛、丁香、白芥子、延胡索、赤芍、生姜組成,全方共奏溫腎暖脾、活血化瘀之功效[17]。課題組前期體外透皮實(shí)驗(yàn)證實(shí),潰結(jié)寧膏有良好的透皮效果,具有起效快、療效持久的特點(diǎn)[18]。在經(jīng)穴-臟腑相關(guān)理論指導(dǎo)下,選胃經(jīng)的募穴“中脘”,大腸經(jīng)的下合穴“足三里”及募穴“天樞”,脾之背俞穴“脾腧”,以及具有補(bǔ)腎固元作用的“氣海”進(jìn)行潰結(jié)寧膏敷貼,依據(jù)經(jīng)絡(luò)“聯(lián)系上下,溝通表里”,使藥性貫經(jīng)絡(luò)傳至臟腑,發(fā)揮治療作用。

本實(shí)驗(yàn)采用3% DSS間斷性灌胃造模,該造模方法操作簡便,性價(jià)比高,重復(fù)性好,是結(jié)腸炎建模的首選方法[19],并且可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼{(diào)整DSS濃度和給藥時(shí)間,建立慢性、急慢性交替模型或結(jié)腸癌模型[20]。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,模型組DAI評(píng)分明顯升高且大鼠結(jié)腸組織發(fā)生明顯病理改變,提示造模成功。經(jīng)過21 d治療,SASP組、潰結(jié)寧膏組大鼠一般情況明顯好轉(zhuǎn),DAI評(píng)分明顯降低(P<0.05,P<0.01)且大鼠結(jié)腸組織病理改變明顯減輕,提示潰結(jié)寧膏可以改善慢CUC大鼠的生存質(zhì)量及腸道的病理性改變。

IL-6、IL-1β和TNF-α是重要的促炎癥細(xì)胞因子[21]。研究表明,抗炎因子與炎性因子動(dòng)態(tài)失衡與炎癥性腸病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān),通過檢測血清中IL-6、IL-1β、TNF-α等炎性因子水平可判斷病情進(jìn)展及嚴(yán)重程度[22]。本次實(shí)驗(yàn)中模型組大鼠血清中IL-6、IL-1β、TNF-α水平明顯升高(P<0.01),SASP組及潰結(jié)寧膏組大鼠血清中IL-6、IL-1β、TNF-α水平均不同程度降低(P<0.01),提示潰結(jié)寧膏能一定程度上抑制機(jī)體的炎癥反應(yīng),糾正機(jī)體抗炎因子與炎癥因子的失衡。

近年來研究已證實(shí),腸神經(jīng)系統(tǒng)(enteric nervous system, ENS)尤其是腸神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞(enteric gilal cell, EGC)作為一個(gè)新興因素在維持及修復(fù)炎癥性腸病腸壁完整性過程中起著重要的作用[23],同時(shí)研究顯示[24],EGC還參與了腸道動(dòng)力的調(diào)控過程,而EGC主要分泌GFAP。同時(shí)EGC還可通過自身分泌的神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)多肽及細(xì)胞因子等神經(jīng)遞質(zhì)直接作用于腸黏膜免疫細(xì)胞影響腸黏膜免疫系統(tǒng),并與炎癥性腸病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。EGC分泌的神經(jīng)營養(yǎng)因子主要包括神經(jīng)生長因子(nerve growth factor, NGF)和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(glial cell line derived

neurotrophic factor, GDNF)、BDNF等[25]。有文章報(bào)道,BDNF與腸道炎癥和腸道高敏感密切相關(guān),腸道低度炎癥可刺激BDNF的分泌,作用于ENS調(diào)節(jié)腸道動(dòng)力和高敏感性[26-27]。此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,模型組大鼠結(jié)腸組織中GFAP明顯升高、BDNF明顯降低(P<0.01);SASP組、潰結(jié)寧膏組大鼠結(jié)腸組織中GFAP明顯降低、BDNF明顯升高(P<0.01),提示潰結(jié)寧膏可能通過調(diào)控ENS系統(tǒng),進(jìn)而影響結(jié)腸組織中GFAP、BDNF含量,達(dá)到改善腸道動(dòng)力和降低腸道高敏感性的治療目的,減輕CUC的癥狀。

綜上,潰結(jié)寧膏可能通過減輕血清中炎性因子的表達(dá)、調(diào)控ENS系統(tǒng)、修復(fù)腸壁神經(jīng)叢和保護(hù)腸黏膜,減輕結(jié)腸組織病理性損傷,從而緩解CUC的臨床癥狀、降低DAI。但此次實(shí)驗(yàn)只是對(duì)腸神經(jīng)系統(tǒng)的一個(gè)初步探索,未涉及到中樞神經(jīng)系統(tǒng)與腸道炎癥的聯(lián)系,今后還需設(shè)計(jì)更加合理和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)其療效機(jī)制進(jìn)一步深入探索。

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