痛泻要方对溃疡性结肠炎大鼠结肠组织病理形态及血清中相关因子含量的影响

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  摘要:目的 观察痛泻要方对溃疡性结肠炎(UC)大鼠结肠组织病理形态及血清中相关因子的影响,探讨其作用机制。方法 60只SPF级Wistar大鼠随机分为空白组、模型组、柳氮磺胺吡啶(SASP)组及痛泻要方低、中、高剂量组,除空白组外,其余各组大鼠均以2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)/乙醇灌肠法制备UC大鼠模型,同时,痛泻要方低、中、高剂量组分别按原药材11、22、44 g/kg剂量灌胃,SASP组按0.3 g/kg剂量灌胃,灌胃体积均为10 mL/kg,空白组、模型组灌服等体积生理盐水,持续3周。HE染色观察大鼠结肠组织病理形态并评分,采用ELISA法检测大鼠血清白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF-α)和IL-4水平。结果 HE染色显示,各治疗组结肠组织病理形态明显改善;与空白组比较,模型组大鼠血清IL-1β、TNF-α含量均明显升高,IL-4含量显著下降(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,痛泻要方高、中、低剂量组大鼠血清IL-1β、TNF-α水平降低,而IL-4水平明显升高(P<0.05,P<0.01)。结论 痛泻要方通过下调促炎因子IL-lβ、TNF-α的表达,升高抗炎因子IL-4的表达,调节肠道异常免疫反应、抑制炎症反应,修复溃疡,进而防治UC。
  关键词:痛泻要方;溃疡性结肠炎;白细胞介素-1β;肿瘤坏死因子-α;白细胞介素-4;大鼠
  中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)04-0041-03
  溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是常见的炎症性肠病,临床以腹痛腹泻、黏液脓血便持续或反复发作为主要症状,具有癌变倾向。该病发病原因及机制尚不明确,目前尚缺乏满意的治疗方法。我们临床上用痛泻要方加减治疗该病,取得了显著疗效[1]。前期药效学研究表明,痛泻要方对UC大鼠模型肠黏膜炎症有较好的改善作用[2],但其作用机制不清。本实验进一步探讨痛泻要方对实验性UC大鼠结肠组织病理形态及白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF-α)和IL-4的影响,探讨其作用机制。
  1 实验材料
  1.1 动物
  SPF级Wistar大鼠60只,体质量(180±10)g,雌雄各半,甘肃中医学院科研实验动物中心提供,SPF级动物质量合格证号:SCXKC(甘)2004-0006;SPF级实验设施合格证号:SYXKC(甘) 2004-0006-0001561。
  1.2 试剂
  蛋白标准液、考马斯亮蓝溶液(20090825)均购自南京建成生物工程公司;2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)购于北京邦定泰克生物技术有限公司,美国Sigma公司生产;大鼠IL-β、TNF-α、IL-4检测试剂盒购自深圳市达科为生物技术有限公司。
  1.3 仪器
  biorad iMark酶标仪(美国BLO-RAD公司),CT14RD高速冷冻离心机(天美科技有限公司),303-2型恒温培养箱(北京科伟永鑫实验设备仪器公司)。
  1.4 药物
  按照《丹溪心法》痛泻要方原方比例取炒陈皮、炒白术、炒白芍、防风,用8倍量70%的乙醇每次回流2 h,提取3次,得醇提取液和醇提取药渣。合并3次醇提取液,滤过,滤液减压回收乙醇后得醇提取浓缩液,醇提取浓缩液干燥得干膏,干膏粉碎成细粉,加入挥发油。实验用不含赋形剂的浸膏,冰箱保存备用。柳氮磺胺吡啶(SASP),上海三维制药有限公司生产。
  2 实验方法
  2.1 造模
  参考文献[3]方法,采用TNBS/乙醇溶液灌肠法制作UC大鼠模型:将大鼠禁食(不禁水)24 h,用10%水合氯醛腹腔麻醉(0.3 mL/100 g)后,一次性将TNBS/乙醇溶液(100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL)用橡胶输液管轻缓注入大鼠距肛门约7~8 cm深的肠腔内,留置数分钟,然后抽取适量空气,采用同样方法注入肠腔,防止溶液外漏,让动物保持平躺状态,自然清醒。
  2.2 分组与给药
  将实验动物分为空白组、模型组、SASP组及痛泻要方低、中、高剂量组,每组10只。除空白组外,均以100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL混合试剂灌肠。痛泻要方低、中、高剂量组分别按11、22、44 g/kg剂量灌胃(按照临床成人用量的5、10、20倍折算),SASP组按0.3 g/kg剂量灌胃,灌胃体积均为10 mL/kg,空白组、模型组灌服等体积生理盐水。各组于造模后第2日开始灌胃,每日1次,连续21 d。处理 3周后,乙醚麻醉后于股动脉采血,室温静置10~20 min,3 000 r/min离心10 min,收集上清,检测指标。脱颈处死大鼠,剪取病变最明显处结肠组织5~8 cm,用冷PBS清洗结肠,部分结肠组织以4%中性多聚甲醛固定,做病理切片,HE染色,光镜观察。
  2.3 结肠组织病理学评分标准
  参考结肠病理组织学评分标准[4],由2位富有经验的病理教研室老师进行双盲评分。①炎细胞浸润:无0分,轻度1分,重度2分;②浸润深度:黏膜层1分,黏膜和黏膜下层2分,结肠全层3分;③溃疡深度:无0分,上皮1分,黏膜固有层2分,黏膜肌层3分。
  2.4 指标检测
  采用双抗体夹心ELISA法测定IL-1β、TNF-α、IL-4,严格按试剂盒要求操作。在检测波长450 nm和校正波长620 nm处同时读板,通过标准曲线,计算各样本含量。
  3 统计学方法
  采用SPSS17.0统计软件进行分析,实验数据以—x±s表示,组间比较采用t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
  4 结果
  4.1 一般状态   模型组大鼠在造模当日开始出现稀便,觅食较不主动,食量减少,肛周污浊,体质量略有下降,毛色晦暗无光泽,且被粪便沾染,持续稀便,部分大鼠有血便且肉眼可见,痛泻要方低、中剂量组症状缓解较慢,毛色仍稍显晦暗无光泽,食量较少,扎堆、稀便及血便症状缓解不明显,不活跃;痛泻要方高剂量组、SASP组随着给药时间的延长,症状明显好转,大部分大鼠稀便症状消失,基本恢复正常,粪便呈灰褐色颗粒状,毛色逐渐转为光亮润泽,食量正常,活跃,体质量略有增长。各治疗组中以痛泻要方高剂量组和SASP组症状改善最为明显。
  4.2 痛泻要方对溃疡性结肠炎大鼠血清白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-4的影响(见表1)
  4.3 痛泻要方对溃疡性结肠炎大鼠结肠组织病理形态的影响及评分(见图1、表1)
  图1显示,模型组大鼠结肠组织有溃疡,且溃疡面较大,溃疡深度大多至黏膜肌层;有明显的炎细胞浸润,且浸润深至全层;可见血管扩张充血、有糜烂,病变结肠黏膜可见中性粒细胞浸润,黏膜上皮层有缺失,固有层腺体明显减少及破坏,黏膜下层部分可见血管增生。各治疗组有程度不同的改善,其中痛泻要方高剂量组和SASP组溃疡基本愈合,腺体增生愈合,有明显的愈合面存在。
  5 讨论
  一般认为UC的发生是环境因素作用于遗传易感者,继而激活巨噬细胞和淋巴细胞,释放一系列细胞因子和炎症介质,这些细胞因子与炎症介质能够进一步调节和介导免疫反应,导致机体体液免疫反应和细胞免疫反应,并持续和逐级扩大,导致肠道损伤和一系列临床表现[5]。参与炎症反应的细胞因子分为促炎和抗炎两类。IL-1β、TNF-α和IL-4是炎症反应中非常重要的促炎因子和抗炎因子[6]。
  TNF-α主要由T细胞和单核巨噬细胞产生,其致病作用主要是上调内皮细胞黏附分子、聚集中性粒细胞、产生凝血酶原效应等[7]。在UC活动期,可以观察到TNF-α的水平在血浆及粪便中升高,在肠道中TNF-α能介导肠黏膜损伤作用,其抑制剂可阻断动物模型中炎症性病变的肉芽肿性炎症及纤维组织增生。TNF-α还参与肠道炎症起始与持续,是非常重要的炎症介质。TNF-α主要由激活的单核细胞和巨噬细胞产生,其促炎机制主要是参与激活中性粒细胞和上调黏附分子、促进肉芽肿的形成[8]。TNF-α还能够加强单核巨噬细胞的吞噬功能,刺激IL-8、IL-1等其他细胞因子合成释放,产生细胞因子的瀑布效应,促进炎症反应的扩大[9]。
  IL-1是一种能激活炎症细胞和多种免疫的前性细胞因子,根据等电点和分子结构不同,可分为IL-1α和L-1β,人体内IL-1活性主要由IL-1β介导[10]。UC活动期时,IL-1的产生上调,随着炎症程度的加重,IL-1β及其mRNA表达逐渐增强,它对UC的发生、发展起着重要作用。IL-1β有多种生物学效应, IL-1β能够使免疫上调和促进炎症活性,能通过自分泌或旁分泌促进其下游细胞因子(如TNF-α)的表达和产生,并和其共同作用,引起一系列肠黏膜损伤和肠道炎症反应。IL-1β还通过促进白细胞黏附分子的表达,趋化中性粒细胞等炎性细胞进入肠道病变部位,引发一系列肠组织破坏和肠道炎症反应[11]。有研究提示,IL-1β与炎症相关性最好,并且与TNF-α、IL-6、IL-8密切相关[12]。目前认为,IL-1β可作为临床上判断疾病严重程度和疗效的指标。
  IL-4是由辅助性Th2细胞分泌的重要抗炎因子。IL-4可以刺激T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖,抑制一氧化氮、其他细胞因子(如IL-1、TNF-α等),并抑制巨噬细胞和T淋巴细胞的产生和移动,从而抑制IL-1的促炎作用。正常状态下,人体肠黏膜能自发地分泌抗炎因子如IL-4来维持肠道免疫,IL-1β则较少分泌,二者维持动态平衡。当受到病原刺激后,这种平衡破坏,促炎因子升高,抗炎因子降低,则肠道炎症发生,所以,IL-4和IL-1β在消除和抑制肠黏膜炎症、维持肠道免疫平衡中起关键作用。
  痛泻要方出自《丹溪心法》,主治脾虚肝郁之痛泻。方中炒白术健脾益气、燥湿利水,尤擅补脾燥湿以治脾虚,益气扶脾以和中,为君药;白芍柔肝缓急止痛、兼有养血敛阴之功能,炒白芍收涩止泻之功更优,与白术相配,于土中泻木,为臣药;陈皮理气燥湿、醒脾和胃,为佐药;配伍少量防风,具有升散之性,与术、芍相伍,辛能散肝郁,香能疏脾气,既具有胜湿以助止泻之功,又为脾经引经之药,故兼具佐使之用。四药相和,补脾胜湿而止泻,疏肝理气而止痛,切中UC肝郁脾虚之病机本质。
  本实验结果显示,模型组大鼠血清促炎细胞因子IL-1β、TNF-α的含量均明显高于空白组,而抗炎细胞因子IL-4的含量则明显低于空白组,说明抗炎和促炎细胞因子的失衡参与了UC的发病。经过痛泻要方治疗后,实验大鼠血清IL-1β、TNF-α含量均显著降低,而IL-4含量显著升高。表明痛泻要方治疗UC的机制之一可能是通过发挥疏肝健脾的整体调节功效,抑制促炎因子IL-1β、TNF-α的表达,促进抗炎因子IL-4的表达,进而调整了抗炎因子与促炎因子的平衡,纠正了肠道异常免疫反应,从而使肠黏膜组织修复、炎症和溃疡消除。病理组织学检查结果与评分也与上述结论一致。
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  (收稿日期:2012-08-16,编辑:华强)
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