流行病学资料显示,痛风已成为最常见的炎性疾病之一[1-2]。临床上,痛风以高尿酸血症、急性痛风性关节炎(AGA)反复发作、痛风石沉积等为特征。其中AGA以其疼痛剧烈、影响生活和工作,反复发作可致关节活动障碍,成为患者就医的主要原因。目前,针对AGA以及降尿酸过程中预防AGA发作的一线药物有NSAID、秋水仙碱和糖皮质激素(激素)。研究发现,患者在使用上述药物36~48 h后仍遗留50%的急性疼痛[3]。同时,上述药物的不良反应也在一定程度上限制其临床应用,特别是影响患者在降尿酸初始6个月应用其预防AGA发作的依从性[4]。为此,寻找新的痛风治疗药物显得十分重要。本研究在既往初步实验结果的基础上,观察白芍总苷对大鼠AGA的治疗作用,并分析其对血清IL-6、TNF-α、IL-1β含量的影响,探讨白芍总苷防治AGA的可能机制,为进一步临床应用提供实验依据[5]。
材料与方法 一、 材料 1. 实验动物雄性Spraque-Dawley大鼠,清洁级,体质量(200±50) g,购自河北医科大学实验动物中心,许可证号:SCXK (冀) 2013-1-003,饲养于白求恩国际和平医院SPF级动物房。饲养条件:固定光照时间(白天07:00—19:00,夜间19:00—07:00),温度24~27℃,空气湿度24%~29%。适应性喂饲1周后开始实验。实验中涉及的大鼠实验方案均经白求恩国际和平医院医学伦理委员会批准。
2. 主要试剂与仪器主要试剂:白芍总苷(由宁波朗生药业有限公司提供,批号150912);秋水仙碱(美国Sigma公司,批号201509);尿酸钠(美国Sigma公司);IL-6 ELISA试剂盒(RayBiotech公司);IL-1β ELISA试剂盒(联科生物技术有限公司);TNF-α ELISA试剂盒(RayBiotech公司)。主要仪器:MK3酶标仪(美国赛默飞世尔科技公司);三用游标卡尺(桂林量具刃具有限公司);MDF-U32V超低温冰箱(日本三洋);YLS-Q2大鼠固定筒架(济南益延科技发展有限公司);TGL-16G台式高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂);JCZ-GPL智能型干燥培养两用箱(上海成顺仪器仪表有限公司)。
二、 实验方法 1. 微晶型尿酸钠(MSU)混悬液的制备参照文献[6]方法加以改进:无菌条件下将800 mg尿酸钠加入至5 ml 1 mol/L氢氧化钠,混匀后加入155 ml去热原灭菌注射用水,煮沸,尿酸钠完全溶解后自然降温并搅拌,用1 mol/L的盐酸调节pH值至7.0,溶液呈乳白色后即3 000转/分离心2 min,吸取上清液反复离心至无沉淀析出,4℃冷却1 h,弃去上清液,烤箱烘干,收集晶体,高压蒸汽灭菌,4℃保存备用。用前将MSU晶体溶于磷酸盐缓冲液(PBS),按25 mg/ml配成MSU混悬剂备用。
2. AGA大鼠模型的建立参照文献[7],将大鼠置于笼架内固定,在踝关节后外侧选定穿刺点,针头斜面朝向前上方、与胫骨呈45度刺入踝关节腔,注入25 mg/ml的MSU混悬液100 μl,诱导急性关节炎模型。对照组于相同部位注射等体积PBS。
3. 实验分组及给药48只动物适应性喂饲1周后,称重、编号,按随机排列法分为秋水仙碱组、白芍总苷低剂量组、白芍总苷中剂量组、白芍总苷高剂量组、对照组、模型组,每组各8只大鼠,灌胃给药5 d。其中秋水仙碱组予0.8 mg/(kg·d),白芍总苷低剂量组予白芍总苷75 mg/(kg·d),白芍总苷中剂量组予白芍总苷150 mg/(kg·d),白芍总苷高剂量组予白芍总苷300 mg/(kg·d),对照组和模型组均予等体积0.9%氯化钠注射液。第6日除对照组外,各组均行MSU晶体注射造模,对照组予注射等量PBS。造模24 h后,腹腔麻醉大鼠,腹主动脉采集血清后以脊椎脱臼法处死大鼠。
4. 关节肿胀度的测量采用三用游标卡尺,由专人分别于造模前和造模后1、2、4、6、8、24 h测量大鼠右踝关节的直径(mm),连续测量2次,结果取平均值。以造模后与造模前踝关节直径的差值(mm)作为关节肿胀度。
5. IL-1β、IL-6、TNF-α水平的检测采用ELISA检测:造模24 h后各组大鼠腹腔注射10%水合氯醛溶液麻醉,成功后取仰卧位固定,解剖腹部,暴露腹主动脉,一次性注射器取血,置普通试管,室温静置1 h,3 000转/分,离心15 min,吸取上清液置于-80℃超低温冰箱保存备检。血清IL-1β、IL-6、TNF-α的检测严格按照ELISA试剂盒说明书的具体操作步骤进行,反应终止后采用酶标仪检测吸光度,依据样品标准曲线计算IL-1β、IL-6、TNF-α水平。
三、 统计学处理所有数据采用SPSS 13.0进行统计学处理。计量资料以x±s表示。各组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t法,以P < 0.05为差异有统计学意义。
结果 一、 6组大鼠在造模后不同时间点的踝关节肿胀度比较模型组大鼠踝关节注射MSU晶体后逐渐发生肿胀,于8 h达到高峰;与对照组相比, 模型组造模后各时间点关节肿胀度均增加(P均 < 0.01)。秋水仙碱组在注射MSU晶体后各时间点踝关节肿胀度均较模型组降低(P均 < 0.01)。与模型组大鼠相比,白芍总苷低、中、高剂量组大鼠在造模后各时间点关节肿胀度均降低(P均 < 0.05)。白芍总苷高剂量组在各时点的踝关节肿胀度与中、低剂量组比较差异均无统计学意义,秋水仙碱与白芍总苷低、中、高剂量组比较差异亦无统计学意义(P均 > 0.05),见表 1和图 1。
与对照组相比,模型组大鼠的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平均增高(P均 < 0.01)。秋水仙碱组的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平均比模型组大鼠降低(P均 < 0.01)。白芍总苷低、中、高剂量组大鼠的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平均比模型组大鼠降低(P均 < 0.01),见表 2和图 2。
AGA是MSU晶体沉积于关节及其周围组织而引发的一种急性炎症反应。研究表明,MSU晶体通过活化NLRP3等炎性体并激活caspase-1(IL-1β转化酶),caspase-1裂解细胞内无活性的IL-1β前体促使成熟IL-1β形成,而IL-1β在与IL-1受体(IL-1R)结合后活化IL-1信号传导途径等导致大量IL-1β、TNF-α、IL-6等促炎因子表达,出现炎症级联反应[8-9]。姜德友等[10]建立大鼠AGA模型并检测血清炎性细胞因子的表达,结果发现AGA模型大鼠血清中IL-6及TGF-β表达增强。本研究显示,AGA大鼠血清IL-1β、TNF-α、IL-6水平高于正常组大鼠,表明多种炎性细胞因子在AGA的发生、发展过程中发挥作用。
研究发现,多种国内外指南推荐的一线药物(包括NSAID、秋水仙碱和激素)对AGA的疗效并不理想,在给药36~48 h后仍遗留50%的疼痛[3]。由于AGA关节肿痛的严重程度较高,虽降低50%但仍给患者留下相当大的痛苦。目前推荐的二线药物如IL-1拮抗剂价格昂贵,且国内尚未上市。同时,上述药物的不良反应也影响其临床应用,特别在降尿酸治疗初始6个月预防AGA发作时,患者坚持应用上述药物的依从性较差。因此,需要寻找更安全、有效的治疗方法以满足临床需求。
白芍总苷是毛茛科芍药属植物白芍的有效成分之一。现代药理研究发现,白芍总苷可通过多种途径抑制自身炎症免疫反应,具有抗炎、镇痛、护肝等作用;临床研究证实其治疗类风湿关节炎、干燥综合征等风湿性疾病具有良好疗效和安全性[11]。笔者前期研究采用正交t值法对多种植物药有效成分在AGA大鼠的抗炎效应方面进行了初步筛选,结果提示白芍总苷对AGA大鼠关节炎症具有较强抑制作用[5]。本研究进一步观察了白芍总苷对大鼠AGA的作用,并通过分析其对血清IL-6、TNF-α、IL-1β含量的影响初步探讨作用机制。研究结果发现:白芍总苷高、中、低剂量组均能降低AGA大鼠关节肿胀度,下调外周血IL-1β、TNF-α、IL-6炎性细胞因子的表达,且其作用与秋水仙碱组相近。研究结果提示,白芍总苷对大鼠AGA具有良好疗效,其作用机制可能与抑制IL-1β等多种促炎细胞因子有关。
综上所述,白芍总苷对AGA具有治疗作用,为AGA的临床治疗提示了新的选择。有关白芍总苷对预防痛风患者初始降尿酸过程中AGA发作以及患者长期应用的安全性及依从性,有待进一步临床研究证实。
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