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类风湿性关节炎(RheumatoidArthritis,RA)是一类严重危害人类身体健康的常见自身免疫性疾病,其致残率高,严重威胁人们的身体健康,它的病因不明,病理表现复杂多样,其病因学及发病机制的研究,已深入发展到分子生物学、免疫病理学和基因工程技术,但至今尚无定论。
目前多数学者认为:遗传因素造成了RA的易感性,感染因子可能触发疾病;RA的启动是通过提呈至今未明的抗原或自身抗原给CD4+淋巴细胞,两者相互作用从而激活了淋巴细胞。而活化的淋巴细胞刺激单核/巨噬细胞释放炎性因子,特别是白细胞介素-1(IL-1)和肿瘤坏死因子(TNF-α),这些炎性因子对关节实质细胞和内皮细胞具有广泛作用,在形成RA炎症、粘附、新生血管生成和骨质减少等方面起着重要的作用。细胞间粘附分子-1(ICAM-1)连接着各种类型炎性细胞的配体,为炎性细胞侵入滑膜组织开辟了通道。ICAM-1属于粘附分子中的免疫球蛋白超家族,在滑膜破坏的炎症过程中起着重要的作用:介导循环中的白细胞粘附于滑膜内皮小静脉,并向血管外游出,聚集于滑膜;促进细胞间的接触,并在抗原呈递和细胞激活过程中提供辅助刺激因子;使白细胞粘附于细胞外基质成分并停滞在炎症局部。在RA的炎症发展过程中,组织中诱生型NO合酶(iNOS)在炎症反应中被诱导产生,生成大量NO,促进炎症反应,诸如血管扩张充血、水肿、细胞毒性以及细胞因子依赖过程的间介作用等。
RA的发病机制与细胞因子(IL-1、TNF-α、ICAM-1)、炎症介质(NO/NOs)等密切相关,众多细胞因子构成一个复杂的免疫调节网络,存在并运行于滑膜细胞之间,已被公认为RA炎症和关节损伤的重要介质,在RA的产生发展过程中起着重要作用,同时RA的发病还与神经、内分泌、机体免疫功能、细胞免疫等有密切的因果关系。佐剂性关节炎动物模型(AA)的关节急性炎症病变、滑膜组织炎症与RA病理特征相似,是RA病理机制研究与药物筛选的经典模型之一。苗药吉祥草对RA的药理作用及作用机制研究,目前国内外均未见报道。本课题重点考察吉祥草药理活性部位总皂苷(有效部位)对佐剂性关节炎动物模型(AA)大鼠模型的药效作用,从宏观(整体动物)和微观(细胞分子)两个方面,多角度、多层次、多环节来研究吉祥草总皂苷(TSRC)对AA大鼠炎症可能的作用环节和靶点,着重考察TSRC对AA大鼠足关节滑膜ICAM-1表达的影响,以期找出其免疫抗炎起作用的可能环节,达到系统揭示TSRC对AA大鼠抗炎的作用机制的目的。
目的:1.以整体动物实验对吉祥草药理活性部位TSRC的急性毒性和药效作用(止咳、化痰、抗炎、镇痛、抗溶血性等)进行研究。2.以整体动物实验和细胞分子实验相结合来研究TSRC抗类风湿的作用和作用机制:①.醋酸扭体法、热板法的镇痛实验研究;②.以AA大鼠为模型的实验研究:a.通过观察TSRC对AA大鼠患侧踝关节肿胀率、痛阈、关节滑膜病理学变化、关节炎指数、白细胞总数的水平改变等来验证其抗佐剂性关节炎的作用效果;b.通过观察TSRC对AA大鼠血清中IL-1、TNF-α、NO/NOS的水平改变的影响,来探讨其抗炎可能作用的环节及作用机制;重点考察TSRC对AA大鼠足关节滑膜ICAM-1表达的影响,来研究其可能的作用方式及分子机制。
方法:RA模型的建立:选用雄性Wistar大鼠,建立佐剂性关节炎(AA)动物模型:将Wistar大鼠随机分7组,除NS组外,其余各组大鼠右后足跖注射完全弗氏佐剂造模,于造模第19天颈背皮下注射给药,连续给药7天:1.观察AA大鼠患侧踝关节肿胀率、痛阈、关节炎指数、白细胞总数的变化;2.测定大鼠血清中IL-1、TNF-α、NO/NOS水平的改变;3.作HE染色观察AA大鼠踝关节滑膜组织的病理变化;4.观察大鼠踝关节滑膜ICAM-1蛋白的表达情况。
结果:1.吉祥草总皂苷(TSRC)具有显著的镇痛效果,其镇痛百分率达66.34%;2.TSRC能有效提高大鼠炎性疼痛痛阈,抑制关节肿胀率及关节指数,并有效减少AA大鼠外周血中白细胞总数;能表现出胸腺抑制作用;3.TSRC有效降低AA大鼠血清中促炎细胞因子IL-1、TNF-α、NO/NOS水平;4.TSRC能有效改善关节滑膜的炎性细胞浸润,改善微血管状态,减轻滑膜增生和血管翳的形成;5.TSRC能有效抑制AA大鼠踝关节滑膜组织ICAM-1蛋白的表达。
结论:本研究结果显示,TSRC具有良好的抗炎、镇痛活性,能有效提高大鼠炎性疼痛痛阈,抑制关节肿胀率及关节指数,能有效的治疗AA大鼠关节炎。TSRC治疗RA机制可能是:一方面TSRC使ICAM-1的表达下调,ICAM-1下调将进一步关闭炎性细胞侵入滑膜组织的通道,从而大大减轻炎症和免疫反应。另一方面TSRC可显著抑制细胞因子TNF-α、IL-1和炎性介质NO、Nos的释放,从而使由细胞因子诱导ICAM-1的表达被抑制,炎症减轻。一方面是通道减少或关闭,另一方面是炎性细胞因子同时被抑制,TSRC治疗RA从两方面共同作用来使炎症得到有效控制。
1.TSRC可能通过直接下调ICAM-1表达或间接抑制致炎细胞因子、炎性介质的释放来下调ICAM-1蛋白的高表达,ICAM-1表达下调将使炎性介质、炎性细胞侵入滑膜组织的通道减少,从而抑制AA大鼠血液中白细胞的游走、渗出及其在骨关节滑膜上的停滞,从而减少白细胞对骨关节滑膜的侵蚀而有效保护滑膜组织。
2.TSRC通过抑制AA大鼠血清中促炎细胞因子IL-1、TNF-α的释放,从而减轻足跖的炎症反应、粘附和新生血管生成。
3.TSRC通过抑制AA大鼠血清中NO/NOS的释放和减少来减少白细胞进入滑膜而改善微血管状态,减轻滑膜增生和血管翳的形成。