文章快速检索     高级检索
  新医学  2017, Vol. 48 Issue (6): 380-384  DOI: 10.3969/j.issn.0253-9802.2017.06.004
0

引用本文 [复制中英文]

李振彬, 马旭, 杨静, 刘彦卿, 路占忠, 李达, 刘乐, 刘芝. 白芍总苷治疗大鼠急性痛风性关节炎的作用及对血清IL-1β、IL-6、TNF-α的影响[J]. 新医学, 2017, 48(6): 380-384.
Li Zhenbin, Ma Xu, Yang Jing, Liu Yanqing, Lu Zhanzhong, Li Da, Liu Le, Liu Zhi. Effect of total glucosides of peony therapy on acute gouty arthritis and serum levels of IL-1β, IL-6 and TNF-α in rat models[J]. Journal of New Medicine, 2017, 48(6): 380-384.

基金项目

河北省科技计划项目(13277704D);河北省中医药管理局科研计划课题(2015180)

通讯作者

李振彬,E-mail:lizhenbin1962@126.com

文章历史

收稿日期:2017-03-15
白芍总苷治疗大鼠急性痛风性关节炎的作用及对血清IL-1β、IL-6、TNF-α的影响
李振彬, 马旭, 杨静, 刘彦卿, 路占忠, 李达, 刘乐, 刘芝    
050082 石家庄, 中国人民解放军白求恩国际和平医院风湿免疫科
摘要: 目的 观察白芍总苷对大鼠急性痛风性关节炎(AGA)的防治效果及对AGA大鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α水平的影响。 方法 选取雄性SD大鼠48只,随机分为对照组、模型组、秋水仙碱0.8 mg/kg组、白芍总苷低、中、高剂量(75、150、300 mg/kg)组,共6组,每组各8只大鼠。给药5 d后,采用踝关节注射微晶型尿酸钠(MSU)混悬液法建立AGA大鼠模型。检测基线期及造模后不同时间点的踝关节直径,以造模后与基线期踝关节直径的差值作为关节肿胀度。试验结束后,大鼠腹主动脉采血,ELISA检测血清IL-6、IL-1β、TNF-α的含量,比较组间差异。 结果 与对照组相比,模型组大鼠造模后不同时间点的关节肿胀度均增加(P均 < 0.01);与模型组相比,白芍总苷低、中、高剂量组及秋水仙碱组在造模后各时间点的关节肿胀度均降低(P均 < 0.05),各治疗组间比较差异无统计学意义(P > 0.05)。与对照组相比,模型组大鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α水平升高(P均 < 0.01);造模后24 h,白芍总苷低、中、高剂量组与秋水仙碱组大鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α水平较模型组降低(P均 < 0.01),而各治疗组间比较差异均无统计学意义(P均 > 0.05)。 结论 白芍总苷对AGA大鼠有治疗作用,其作用机制可能与抑制MSU诱导的促炎细胞因子IL-6、IL-1β、TNF-α的产生有关。
关键词: 白芍总苷    急性痛风性关节炎    肿瘤坏死因子-α    白介素-1β    白介素-6    大鼠    
Effect of total glucosides of peony therapy on acute gouty arthritis and serum levels of IL-1β, IL-6 and TNF-α in rat models
Li Zhenbin, Ma Xu, Yang Jing, Liu Yanqing, Lu Zhanzhong, Li Da, Liu Le, Liu Zhi    
Department of Rheumatology and Immunology, Bethune International Peace Hospital of PLA, Shijiazhuang 050082, China
Corresponding author: Li Zhenbin, E-mail:lizhenbin1962@126.com
Abstract: Objective To evaluate the effect of total glucosides of peony upon acute gouty arthritis (AGA) and serum levels of IL-6, IL-1β and TNF-α in AGA rat models. Methods Forty-eight male SD rats were chosen and randomly divided into the control, model, colchicine (0.8 mg/kg), low, moderate and high dose (75, 150 and 300 mg/kg) of total glucosides of peony groups (n=8 for each group). At 5 d after medicine administration, AGA rat models were established by injection of microcrystalline monosodium urate (MSU) suspension in the ankle joint. The diameter of ankle joint at baseline and different time points after model establishment was measured. The difference in the ankle joint diameter before and after model establishment was used to reflect the degree of knee joint swelling. After experiment, blood sampling was collected via the abdominal aorta. The serum levels of IL-6, IL-1β and TNF-α were quantitatively measured by using ELISA and statistically compared among different groups. Results Compared with the control group, the degree of knee joint swelling in the model group was significantly enhanced at different time points (all P < 0.01). Compared with the model group, the degree of joint swelling in the low-, moderate-and high-dose total glucosides of peony, and colchicine groups was significantly decreased at different time points (all P < 0.05). No statistical significance was identified among different treatment groups (all P > 0.05). Compared with the control group, the serum levels of IL-6, IL-1β and TNF-α in the model group were significantly up-regulated (all P < 0.01). At 24 h after model establishment, the serum levels of IL-6, IL-1β and TNF-α in the low-, moderate-and high-dose total glucosides of peony and colchicine groups were considerably down-regulated than those in the model group (all P < 0.01). No statistical significance was documented among different treatment groups (all P > 0.05). Conclusion Use of total glucosides of peony exerts therapeutic effect upon AGA, probably by suppressing the production of pro-inflammatory cytokines of IL-6, IL-1β and TNF-α induced by MSU.
Key words: Total glucosides of peony    Acute gouty arthritis    Tumor necrosis factor-α    Interleukin-1β    Interleukin-6    Rat    

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图 1

表 1 6组大鼠在造模后不同时间点的踝关节肿胀度比较(x±s)
图 1 6组大鼠造模后不同时间点的关节肿胀度变化
二、 6组大鼠的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平比较

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图 2

表 2 6组大鼠的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平比较(x±s)
图 2 6组大鼠的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平比较 与模型组比较,*P < 0.01;与对照组比较,#P<0.01
讨论

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。

参考文献
[1] Kuo CF, Grainge MJ, Zhang W, Doherty M. Global epidemiology of gout: prevalence, incidence and risk factors[J]. Nat Rev Rheumatol, 2015, 11(11): 649-662. DOI: 10.1038/nrrheum.2015.91.
[2] 方霖楷, 陈启云, 温义权, 古洁若. 梅州地区居民高尿酸血症及痛风的流行病学调查[J]. 新医学, 2016, 47(3): 183-186.
[3] Edwards NL, So A. Emerging therapies for gout[J]. Rheum Dis Clin North Am, 2014, 40(2): 375-387. DOI: 10.1016/j.rdc.2014.01.013.
[4] 中华医学会风湿病学分会. 原发性痛风诊断和治疗指南[J]. 中华风湿病学杂志, 2011, 15(6): 410-413.
[5] 路占忠, 李振彬, 马旭, 宋哲. 采用正交t值法优选治疗急性痛风性关节炎的中药有效成分复方配伍[J]. 解放军医药杂志, 2016, 28(11): 33-36, 41. DOI: 10.3969/j.issn.2095-140X.2016.11.010.
[6] Akahoshi T, Namai R, Murakami Y, Watanabe M, Matsui T, Nishimura A, Kitasato H, Kameya T, Kondo H. Rapid induction of peroxisome proliferator-activated receptor gamma expression in human monocytes by monosodium urate monohydrate crystals[J]. Arthritis Rheum, 2003, 48(1): 231-239. DOI: 10.1002/art.10709.
[7] 黄火高, 孙运峰, 胡明, 袁广胜, 王琼, 刘永学. 大鼠急性痛风性关节炎模型的建立及特点[J]. 军事医学科学院院刊, 2005, 29(6): 538-542.
[8] Fukata M, Vamadevan AS, Abreu MT. Toll-like receptors (TLRs) and Nod-like receptors (NLRs) in inflammatory disorders[J]. Semin Immunol, 2009, 21(4): 242-253. DOI: 10.1016/j.smim.2009.06.005.
[9] Sidiropoulos PI, Goulielmos G, Voloudakis GK, Petraki E, Boumpas DT. Inflammasomes and rheumatic diseases: evolving concepts[J]. Ann Rheum Dis, 2008, 67(10): 1382-1389. DOI: 10.1136/ard.2007.078014.
[10] 姜德友, 刘彤彤, 常佳怡, 解颖, 陈飞, 韩海伟, 张旭东, 韩洁茹. 补肾利湿法对大鼠痛风性关节炎IL-6、TGF-β的影响[J]. 上海中医药杂志, 2015, 49(9): 77-80.
[11] 张源潮, 孙红胜, 潘正论, 李鸣. 白芍总苷在风湿免疫病中的研究进展[J]. 世界临床药物, 2010, 31(8): 449-453.