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目的:雄黄(Realgar)为一味常用中药,最早见于《神农本草经》,《中国药典》中指出雄黄具有清热解毒,镇惊开窍等功效,近年来,由于不合理(即过量、长期)服用单味雄黄及其复方制剂引起的不良反应或慢性砷中毒事件时有报道,使其入药的安全性问题成为人们关注的焦点。雄黄中的砷是一种有毒类金属,为世界公认的人类I类致癌物。脑是砷的毒作用靶器官之一,雄黄中砷可以破坏血脑屏障进入脑中并蓄积,长期暴露可导致智力发育迟缓及神经系统缺陷。含雄黄的中药制剂牛黄解毒片是临床上用来治疗胃肠积热证的代表性药物。传统雄黄毒性的研究大多针对于正常机体,最近有研究发现,毒性药物被用于治疗疾病时表现为低毒性,主要发挥治疗作用。由此推测雄黄对于正常状态和疾病状态下的机体可能发挥着“毒性”和“治疗”的不同作用。有研究提示,炎症反应和自噬参与雄黄或其复方制剂诱导的神经损伤,但其具体的损伤机制尚不清楚。NLRP3炎症小体是由NLRP3、ASC和Caspase-1组成;NF-κB参与NLRP3炎症小体激活,而TLR4诱导NF-κB介导NLRP3、IL-1β和IL-18炎症因子前体表达。自噬是真核生物细胞在应激反应时启动的一种程序,m TOR是自噬起始阶段的核心蛋白,可调控形成ULK1-Atg13复合物,激活自噬;III PI3K和Beclin-1也是自噬启动的关键蛋白。而且越来越多的研究表明,自噬障碍与中枢神经系统疾病的病因密切相关。因此,本研究将基于NLRP3炎症小体及自噬途径探讨雄黄对于正常和疾病状态下机体的中枢神经系统的毒性和保护作用机制。这将有助于为雄黄的毒理学和药理学研究提供理论依据及实验数据。研究方法:1、实验动物与分组:选用3周龄、体重为50±10 g的SPF级雌性Sprague Dawley大鼠24只,适应性饲养1周后,使用随机数表法,按照大鼠体重分为对照组(CON)、1.8 g/kg雄黄组(REA)、胃肠积热模型+1.8 g/kg雄黄组(GIT+REA)和胃肠积热模型组(GIT),每组6只。GIT组和GIT+REA组以积热饲料喂食,并从第46天开始,每天灌胃12 mg/kg洛哌丁胺辅助干预,CON和REA组以正常饲料喂食,以建立正常和胃肠积热证大鼠的对比模型。饲养56天后对大鼠进行灌胃处理,CON组和GIT组给予0.5%CMC-Na水溶液,GIT+REA组和REA组灌胃1.8g/kg雄黄的CMC-Na混悬液,每日1次,共14天,在第70天进行大鼠大脑皮质的取材,以备后续实验。2、大脑皮质中砷含量的测定:取脑皮质组织约0.05 g,加入0.45 m L去离子水和1.35 m L浓HNO3,混匀,于通风橱中静置消化24 h,离心,上清液稀释加入抗坏血酸、硫脲还原后,采用原子荧光光度仪测定砷含量。3、炎症因子的测定:称取大脑皮质30 mg,按ELISA试剂盒说明书操作测定大脑皮质中IL-1β、IL-18、IL-6、TNF-α的水平。4、采用蛋白质免疫印迹法检测大鼠大脑皮质中NLRP3炎症小体的相关蛋白TLR4、My D88、NF-κB P65、NLRP3、ASC、Caspase-1前体、Caspase-1、IL-1β前体、IL-1β、IL-18和IL-6的表达水平。5、采用Western Blot法测定大鼠大脑皮质中自噬相关蛋白m TOR、Beclin1、ULK1、ⅢPI3K、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、p62、Atg13和Atg4B的表达水平。结果:1、与CON组相比,REA组、GIT+REA组大鼠大脑皮质中砷含量显著升高,且差异有统计学意义(P<0.05)。2、ELISA结果显示,与CON组相比,REA组和GIT组IL-1β、IL-6的活性显著升高(P<0.05),REA组IL-18的活性有升高趋势,但无统计学差异,GIT组IL-18的活性显著升高(P<0.05),REA组和GIT组TNF-α的活性没有显著变化;与GIT组相比,GIT+REA组IL-18的活性显著下降(P<0.05),IL-1β、IL-6、TNF-α的活性有降低趋势,但无统计学差异。Western blot结果显示,与CON相比,REA组和GIT组炎症因子Pro-IL-1β、Mature-IL-1β、IL-18和IL-6的蛋白表达水平显著升高(P<0.05);与GIT组相比,GIT+REA组炎症因子Pro-IL-1β、Mature-IL-1β、IL-18和IL-6的蛋白表达水平显著下降(P<0.05)。3、与CON组相比,REA组和GIT组NLRP3、ASC、Caspase-1p20蛋白的表达水平显著升高(P<0.05);与GIT组相比,GIT+REA组NLRP3、ASC、Caspase-1p20蛋白的表达水平显著下降(P<0.05)。4、与CON组相比,REA组和GIT组的TLR4、My D88及NF-κBp65蛋白的表达显著升高(P<0.05);与GIT组相比,GIT+REA组TLR4、My D88及NF-κBp65蛋白的表达水平显著下降(P<0.05)。5、与CON组相比,REA组和GIT组的m TOR蛋白的表达水平显著降低(P<0.05);与GIT组相比,GIT+REA组m TOR蛋白的表达水平显著升高(P<0.05)。与CON组相比,REA组和GIT组的ULK1、Atg13、ШPI3K、Beclin1蛋白的表达水平显著升高(P<0.05);与GIT组相比,GIT+REA组ULK1、Atg13、ШPI3K、Beclin1蛋白的表达水平显著降低(P<0.05)。与CON组相比,REA组和GIT组LC3-II/I、Atg4B、p62蛋白的表达水平显著升高(P<0.05);与GIT组相比,GIT+REA组REA组和GIT组LC3-II/I、Atg4B、p62蛋白的表达水平显著降低(P<0.05)。结论:1、雄黄调控TLR4/My D88/NF-κB激活正常大鼠大脑皮质中NLRP3炎症小体,然而对于胃肠积热证(疾病状态)大鼠导致的NLRP3炎症小体的激活有拮抗作用。2、雄黄使正常大鼠的自噬激活,然而对于胃肠积热证(疾病状态)引起的自噬激活有拮抗作用。3、雄黄具有毒效二重性,它对生理状态下大鼠的中枢神经系统具有毒性作用,对病理状态下大鼠的中枢神经系统具有保护作用。