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目的:雷公藤甲素(Triptolide,TP)是卫矛科植物--雷公藤的提取物,具有抗炎、抑制免疫和抗增殖的作用,在祖国医学中常用于治疗类风湿性关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)、肾病综合症和支气管哮喘等。雷公藤甲素对RA有着显著的临床治疗效果,但其具体的作用机理目前尚仍缺乏足够的认识。RA 是以关节滑膜慢性炎症为主要表现的自身免疫性疾病。病理解剖学资料显示:急性期RA患者的关节内浸润的炎性细胞80%左右都是功能增强的活性化的中性粒细胞(polymorphonuelear neutrophils,PMN),这些活化的中性粒细胞合成和释放细胞毒性颗粒--炎性介质是造成关节滑膜炎性损伤的直接原因。中性粒细胞是机体最重要的炎症细胞,在它向关节内浸润的过程中,受到趋化因子的影响和调控,其中CXC类趋化因子对其趋化影响的作用最强、持续的时间也最长。白细胞介素8(Interleukin-8,IL-8)是代表性的CXC类趋化因子,它对中性粒细胞的作用尤为显著,因此IL-8在炎症的发生、发展中起着十分重要的作用。关节滑膜成纤维细胞(Synovial fibroblasts,SFs)在关节的炎症中也扮演着十分重要的角色。一方面关节中的滑膜成纤维细胞受多种因素刺激,发生增生,并浸入关节软骨和周围的组织,从而导致滑膜增厚甚至关节畸形;另一方面SF在局部分泌大量的IL-8等促炎症因子,趋化更多的中性粒细胞进入关节局部,并使之活化,从而加重炎症的发展。因此,减少IL-8等趋化因子的产生,阻止中性粒细胞向关节局部的聚集是治疗类风湿性关节炎的一个关键环节。雷公藤甲素在RA病人中发挥的减轻关节肿胀疼痛、减轻局部炎症的疗效,有理由做出这样的推测:
(1)雷公藤甲素可能是通过抑制SF分泌产生IL-8等趋化因子,降低了趋化到关节局部的中性粒细胞数量,从而减轻关节局部的炎症:
(2)雷公藤甲素可能还降低了中性粒细胞对的趋化因子IL-8的敏感性和反应性,从而减少中性粒细胞的趋化,减轻炎症。
因此,本研究主要目的就是从蛋白水平上和核酸水平上检测雷公藤甲素对体外培养的成纤维样滑膜细胞(fibroblast like synoviocyte,FLS/B型滑膜细胞)在前炎症因子IL-18(Interleukin-18,IL-18)刺激下产生IL-8韵影响,深入探讨雷公藤甲素抗炎、抗类风湿的作用机理。
方法:运用临床截肢手术及关节镜检查所取的骨关节滑膜组织进行培养,所获取的滑膜细胞经3~5次传代纯化后,用HE染色法进行形态学观察鉴定,用免疫组化法对细胞表面标志CD68、Vnnentin抗原进行鉴定。确定滑膜成纤维细胞的纯度达98%以上后,创建4个模型组:A组:无刺激对照组;B组:IL-18(终浓度为100 ng/ml)诱导组;C组:单一的雷公藤甲素(终浓度为100ng/ml)处理组;D组:雷公藤甲素预处理后IL-18处理组。24小时后用ELISA法对各组培养细胞的上清液中IL-8的水平进行检测并作统计学分析;同时,提取个模型组细胞的总RNA,利用逆转录聚合酶联反应(reverse transcription-polymerase chain,reaction,RT-PCR)技术检测各组细胞表达的IL-8mRNA进行扩增,目的片断经由2%的琼脂凝胶电泳,电泳条带在紫外凝胶成像系统(White/Ultraviolet Trasilliominator)上观察、摄片,用凝胶定量软件Quantity-one(Bio-Rad)分析系统检测RT-PCR扩增产物电泳条带的光密度值。将IL-8/β2微球蛋白灰度比值作为IL-8mRNA表达水平的半定量值。
结果:
1.成纤维样滑膜细胞的鉴定:滑膜成纤维细胞经过3~5次传代后,基本纯化,HE染色后镜下观察滑膜细胞的形态;免疫组化鉴定Vimentin阳性99%以上,CD68阴性99%以上,符合滑膜成纤维细胞的特点。
2.IL-8在各模型组培养细胞上清液中的表达状况:
(1)IL-18诱导组(B组)与无刺激对照组(A组)比较,IL-8的表达水平显著增高(P<0.05);
(2)单一的雷公藤甲素处理组(C组)与无刺激对照组比较,IL-8的表达无显著性差异;
(3)雷公藤甲素预处理保护组(D组)与无刺激对照组(A组)比较,IL-8的表达无显著性差异,但与IL-18诱导组(B组)比较,其IL-8的表达量明显降低(P<0.05)。
3.IL-8 mRNA在各模型组细胞中的表达情况是:IL-8 mRNA在IL-18刺激组中表达条带明显,在其余各组条带不明显,IL-8/β2m光密度比值显示:IL-18诱导组的滑膜细胞明显表达IL-8 mRNA,与无刺激对照组比较有显著性差异;而雷公藤甲素预处理后IL-18诱导组中IL-8的表达减弱,与IL-18诱导组比较有显著性差异。
结论:
(1)经免疫组化鉴定,3次传代培养后的滑膜成纤维细胞纯度大于98%,符合本次实验对细胞的要求,但超过7次传代的细胞已开始老化。
(2)IL-18可以诱导人关节滑膜成纤维细胞合成和分泌IL-8,与已有的报道一致。
(3)雷公藤甲素能从蛋白水平和核酸水平上抑制由IL-18诱导的骨关节滑膜成纤维细胞对IL-8的合成与分泌。IL-8是重要的中性粒细胞趋化因子,其合成与分泌增多势必造成关节局部中性粒细胞的黏附、聚集、炎性介质的释放和凋亡延迟,造成炎症程度的加重,而雷公藤甲素有抑制滑膜成纤维细胞合成与释放IL-8的作用,从而减少中性粒细胞聚集到关节局部的数量,进而减轻关节局部的炎症程度,这可能就是雷公藤甲素应用到治疗类风湿性关节炎中的抗炎、抗类风湿重要机制之一。