【摘要】 观察溃结灵对溃疡性结肠炎(UC)大鼠结肠粘膜核因子κB(NFκB)p65蛋白表达及血清肿瘤坏死因子α(TNFα)的影响。【方法】将SD大鼠60只随机分为6组,即正常组,模型组,柳氮磺胺吡啶(SASP)组(剂量为0.5g·kg-1·d-1),溃结灵高、中、低剂量组(剂量分别为18.3、9.2、4.6g·kg-1·d-1)。除正常组外,其他各组均采用三硝基苯磺酸(TNBS,100mg·kg-1)复制UC模型;采用酶联免疫(ELISA)法检测血清样本中TNFα的含量;处死动物,取结肠组织固定,组织切片进行免疫组织化学染色,光镜下计数NFκB p65阳性细胞表达率,并进行统计学分析。【结果】溃结灵高、中剂量组血清TNFα含量及结肠粘膜NFκBp65蛋白阳性细胞表达率显著性低于模型组(均P<0.01)。【结论】 溃结灵可降低大鼠结肠粘膜NFκB p65蛋白表达及血清TNFα的含量,这可能是其治疗UC作用的机理之一。
【关键词】 溃结灵/药理学 溃疡性结肠炎/中药疗法 肠粘膜/病理学 疾病模型 动物 大鼠
溃疡性结肠炎(ulcerative colitis ,UC) 又称非特异性溃疡性结肠炎,是炎症性肠病(IBD)的一种,近年来国内报告日渐增多[1]。 UC的发病机制目前尚不清楚,但肿瘤坏死因子α(TNFα)是公认的能介导UC发病的细胞因子之一[2],而核因子κB(NFκB)在IBD的病理生理过程中可能起到枢纽作用[3]。研究表明:NFκB调控着UC患者细胞因子的释放,细胞因子包括TNFα刺激能导致NFκB的活化[4]。NFκB最常见的形式是由p50与p65亚基组成的异二聚体,p65亚单位是主要的促炎单位。脾胃研究所在多年临床实践的基础上,以清热健脾活血为治则,总结出溃结灵用于治疗UC的中药复方,临床及实验研究表明该治则对UC有较好的治疗效果[5]。在前期工作基础上,本研究观察了溃结灵对UC大鼠结肠粘膜NFκB p65蛋白表达和血清TNFα含量的影响,以期对溃结灵治疗UC作用的机制进行探讨。现将结果报道如下。
1 材料与方法
1.1 动物 SD大鼠,SPF级,雄性,体质量180~220g,由广东省医学实验动物中心提供,合格证号:粤监证字2005A010。
1.2 药物 溃结灵(主要由水蛭、救必应、白芍、炙甘草等组成)药材购于采芝林连锁药店,经广州中医药大学中药学院中药标本中心张秋镇老师鉴定,所购药材均符合中华人民共和国药典标准,按组方比例称取药材,常规方法制备水煎液。大鼠低、中、高剂量按成人用量的5、10、20倍给药,即4.6、9.2、18.3g·kg-1·d-1;维柳芬(柳氮磺胺吡啶,SASP)为上海三维制药有限公司产品,批号:200410001,大鼠按成人用量10倍给药,即0.5g·kg-1·d-1。
1.3 主要试剂与仪器 兔抗大鼠 NF kappa B p65 单克隆抗体由美国NeoMakers公司生产,批号:9034P501D;免疫组化试剂盒由晶美生物工程有限公司生产,批号:DEC 022005;乙二胺四乙酸(EDTA)抗原修复液(pH 9.0,50倍浓缩液,用蒸馏水稀释后使用),由北京中杉金桥生物技术有限公司生产,批号:501101;大鼠TNFα酶联免疫双抗体夹心(ABCELISA)试剂盒,由上海森雄科技实业有限公司进口分装,批号:0507170;SFC18型生物显微镜由厦门麦克奥迪公司生产;3K30Z型高速冷冻离心机由Sigma公司生产;A5002型酶标仪由Tecan公司生产。
1.4 模型复制[6] 采用三硝基苯磺酸(TNBS)灌肠法复制UC大鼠模型。取3月龄SD大鼠60只,造模前禁食24h,留取10只作为正常组,其他大鼠乙醚麻醉,用大鼠灌胃针头轻轻从肛门插入,深度为8cm,推入100mg·kg-1 TNBS溶液,捏紧肛门平放5min,术后常规饲养。
1.5 给药方法 造模后第3天,造模动物分为模型组,溃结灵低、中、高剂量组,以及阳性对照SASP组,每组各10只,分别按设计剂量给药,模型组及正常组给予等容积蒸馏水,每天1次,均连续10d。
1.6 标本处理 治疗结束后,大鼠禁食24h,在乙醚麻醉下眼眶采血3mL,4℃冰箱中静置3h,然后3000r/min离心15min,吸出血清另管存放于-20℃冰箱中备用。采血后处死大鼠,选择结肠病变最严重的部位剪取2cm,放入体积分数为10%中性缓冲福尔马林溶液中固定。
1.7 免疫组化染色 按常规包埋,切片,厚度4μm。按试剂盒操作说明进行免疫组化染色。在光镜下,细胞浆和细胞核内出现棕黄色颗粒的细胞为NFκB p65阳性细胞。在40倍高倍镜下选取典型视野计数1000个细胞,其中阳性细胞数作为NFκB p65计数值,并以百分率表示。
1.8 TNFα含量检测 按试剂盒说明书进行操作,每孔加样量为100μL,终止反应后用酶标仪在492nm处测吸光度(D)值。所有D值均减除空白值后再进行计算。以标准品1000、500、250、125、62、31、16、0pg/mL之D值在半对数纸上作图,画出标准曲线。根据样品D值在该曲线上查出相应TNFα含量。
2 结果
2.1 溃结灵对UC大鼠结肠粘膜组织NFκB p65蛋白表达的影响
表1结果表明:模型组肠粘膜组织NFκB p65蛋白阳性细胞表达率显著性高于正常组(P<0.01),溃结灵中、高剂量组及SASP组阳性细胞率则显著性低于模型组(P<0.01)。
图1结果显示:正常组腺体排列整齐,有少量棕黄色着色细胞(NFκB p65阳性反应细胞);模型组腺体排列紊乱,有大量棕黄色着色细胞;溃结灵低剂量组腺体排列较整齐,阳性细胞较多;溃结灵中剂量组腺体排列较整齐,有一些阳性细胞;溃结灵高剂量及SASP组腺体排列整齐,阳性细胞较少出现。表1 溃结灵对UC大鼠肠粘膜NFκBp65蛋白表2 溃结灵对UC大鼠血清TNFα含量的影响表2结果表明,模型组血清中TNFα含量显著性升高(P<0.01),溃结灵中、高剂量组及SASP组血清中TNFα含量则显著性低于模型组(P<0.05或P<0.01)。
3 讨论
细胞因子在UC发病中的作用已得到公认,TNFα在多种细胞因子免疫网络中居重要地位,是目前已知的与炎症性肠病(IBD)发病关系最为密切的细胞因子。TNFα主要通过使中性粒细胞聚集、内皮粘附分子上调、凝血酶原效应等参与UC的发?T贗BD患者的血、粪便和肠组织中TNF水平均有所增加[7]。近年来抗TNFα单克隆抗体的应用已广泛开展,显示出较好的治疗效果。如Chey等[8]对16名UC难治病人使用Infliximab后,88%的病人临床症状、结肠镜及组织学得到改善。
近年研究认为NFκB的活化与细胞因子的调控关系密切。NFκB家族由5个成员构成,根据其跨域激活能力分为2组,第1组具有转录活性的有RelA(p65)、RelB和cRel,第2组不具有转录活性的有NFκB1(p50)和NFκB(p52),其中RelA(p65)具有显著的促炎活性[9]。NFκB广泛存在于各种组织中,能与许多细胞基因的启动子和增强子中的κB转录序列位发生特异性结合,参与包括IBD在内的多种炎症性疾病的发病,UC患者核内NFκB DNA结合活性明显升高[10-11]。对IBD起主要致病作用的细胞因子,如TNFα、IL1β、IL6、IL8等的转录水平由NFκB调控[12]。UC患者的NFκB已被活化并进入核内,具有很强的与基因κB位点相结合的能力,是细胞因子转录及释放的前提和关键。而且绝大多数细胞因子基因启动子或增强子部位均有NFκB结合位点,因此活化入核的NFκB即可与之结合并促进这些细胞因子的转录。研究发现在大鼠结肠上皮细胞培养基中加入IL1β和TNFα可激活核因子NFkB,进而可诱导编码IL1β、TNFα、IL6等细胞因子基因的表达,导致炎症反应的持续化[13]。
随着NFκB的深入研究,以此为靶标进行的IBD的治疗研究已成为当前研究的热点。一些NFκB抑制剂正处于临床或实验研究,如IL10可削弱TNFα诱导的IκB激酶(IKK)活性[14],IL4可抑制NFκB的核转位[15],抗氧化剂、蛋白酶体抑制剂也是抑制NFκB激活的一条非特异性途径,目前处于体外研究阶段。针对这一通路的基因治疗的研究也正在开展,特异性下调RelA表达的反义RNA的局部应用,可使实验性结肠炎获得组织学和症状上的缓解[15]。另外治疗IBD的传统药物SASP和类固醇都可通过抑制NFκB的活性,降低细胞因子的表达,这可能是两者抗炎活性的重要药理学机制[16-18]。
本研究采用TNBS法复制UC大鼠模型,给予不同剂量的溃结灵进行治疗,结果显示:UC模型大鼠血清TNFα的含量和结肠组织中NFκBp65阳性细胞表达率均显著性高于正常对照组,表明TNBS所致大鼠UC的发生与TNFα和NFκB的高表达密切相关;溃结灵中、高剂量组血清TNFα的含量显著性低于模型组,表明溃结灵有降低TNBS法UC大鼠模型血清中TNFα含量的作用;溃结灵中、高剂量组结肠组织中NFκBp65阳性细胞表达率显著性低于模型对照组,表明溃结灵对UC大鼠模型过度激活的NFκB有抑制作用。因此,溃结灵可能是通过抑制NFκB的活化,减少TNFα的释放而起到治疗UC的作用。其确切机制有待进一步研究。