辛伐他汀对佐剂性关节炎大鼠膝关节滑膜VEGF和TGF—β1表达的影响

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  【中图分类号】R593.2【文献标识码】A【文章编号】1550-1868(2015)04
  【摘要】目的 探讨辛伐他汀对佐剂性关节炎大鼠滑膜中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1,TGF-β1)表达的影响。方法 建立佐剂性关节炎大鼠(AA)模型,分别予甲氨喋呤及辛伐他汀灌胃治疗。取膝关节滑膜,常规HE染色,计算滑膜病理积分,免疫组织化学染色检测VEGF 和TGF-β1在膝关节滑膜的表达。 结果 AA大鼠滑膜组织VEGF 和TGF-β1的表达显著高于正常对照组,HE及免疫组织化学染色显示辛伐他汀可抑制炎症反应,降低VEGF 和TGF-β1在膝关节滑膜的表达。 结论 辛伐他汀能明显降低AA大鼠滑膜组织VEGF 和TGF-β1表达,有局部抗炎作用,可能抑制滑膜血管新生。
  【关键词】佐剂性关节炎大鼠,滑膜,辛伐他汀,血管内皮生长因子,转化生长因子-β1
  【Abstract】Objective To investigate the expression of VEGF and TGF-β1 in synovium of knee joint in adjuvant-induce-arthritis rat after treated by Simvastatin. Method The AA model was induced and given an intragastric administration with MTX and Simvastatin. The arthral pathological score were calculated after the Knee joint synovial were stained with HE assay methods.And then production of VEGF and TGF-β1 protein were assayed by histoimmunochemical staining. Results The VEGF and TGF-β1 expressiong in AA model were signifiantly higher than that in control group. Simvastatin could depress the inflammation and reduce expression of VEGF and TGF-β1 in synovium of knee joint. Conclusion Simvastatin could depress the expression of VEGF and TGF-β1 in synobial membrane by reducing inflammation.
  【Key words】adjuvant-induce-arthritis rat, synobial membrane, Simvastatin, vascular endothelial growth factor(VEGF), transforming growth factor-β1 (TGF-β1)
  类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)是一种慢性进行性自身免疫性疾病,以关节滑膜炎,对称性和破坏性关节病变为主要特征。血管新生促进滑膜血管翳的发生和发展,维持血管翳的侵袭性,促进软骨和骨破坏及关节重塑,最终造成关节畸形、强直和功能丧失。VEGF是促进血管新生的关键因子,可能在RA发病机制中起重要作用[1]。TGF-β属于生长因子超家族,具有调节创伤愈合、成纤维细胞增生和血管新生等功能。许多证据表明,他汀类药物具有多效性,除了其明确降低胆固醇作用之外,还具有抗炎和免疫调节作用 [2] 。随着临床实践的应用,他汀类药物的抗炎和免疫调节作用日益受到重视,对治疗风湿性疾病有较为乐观的应用前景。本实验以佐剂性关节炎大鼠为模型,通过观察辛伐他汀对AA大鼠膝关节滑膜VEGF和TGF-β1表达的影响,探讨辛伐他汀对关节滑膜血管新生的影响程度,为其抗炎及免疫调节作用寻找实验证据,为临床治疗RA抑制关节炎症提供一种新思路。
  1 材料和方法
  1.1 动物与试剂
  动物 雄性Wistar大鼠60只,体重140~160g,由河北省实验动物中心提供,合格证号703035,许可证号SCXK(冀)2003-1-003。
  完全弗氏佐剂(FCA,10ml)购于Sigma公司,卡介苗(BCG,50㎎.支) 购自上海生物制品研究所。VEGF和TGF-β1免疫组化成套试剂盒购自深圳晶美生物制品公司,辛伐他汀购于杭州默沙东制药有限公司(20mg.片)。
  1.2 分组及AA大鼠模型的建立
  将60只雄性Wistar大鼠采用数字表法随机分为6组,分别编号Ⅰ~Ⅵ组,每组10只。Ⅰ组为正常对照组,Ⅱ组为模型对照组,Ⅲ组为辛伐他汀低剂量组(1.8 mg.kg.d),Ⅳ组为辛伐他汀中剂量组(3.6 mg.kg.d),Ⅴ组为辛伐他汀高剂量组(7.2 mg.kg.d),Ⅵ组为甲氨喋呤组(2.7 mg.kg.w)。全部大鼠予层流架中饲养,适应性喂养一周。将FCA与卡介苗配置为含BCG 10g.L的水包油乳剂。试验第一天在第Ⅱ~Ⅵ组大鼠的尾根部皮内注射该乳剂0.2ml致炎,诱发佐剂性关节炎。Ⅰ组大鼠的尾根部皮内注射等量生理盐水。
  1.3 给药
  于致炎后第12~23天:Ⅲ~Ⅴ组分别给予辛伐他汀1.8 mg.kg.d、3.6 mg.kg.d、7.2 mg.kg.d灌胃;第Ⅵ组大鼠给予甲氨喋呤2.7 mg.kg.w灌胃,Ⅱ组大鼠给予蒸馏水灌胃0.5ml.d,给药时间均固定在每天上午9时。   1.4 病理学及免疫组织化学检测
  于致炎后第28天,处死所有大鼠并取膝关节滑膜组织,置于10﹪甲醛溶液中固定,以备作病理及免疫组织化学检测。常规HE染色并计算滑膜病理积分,按照程度不同分别评分[3]:0分:正常;1 分:极少炎性细胞浸润或(和)组织轻微水肿;2分:轻微浸润;3分:中等浸润;4分:明显浸润;5分:严重浸润。免疫组化检测用SABC (链霉亲和素生物素酶复合物)法,VEGF和TGF-β1阳性滑膜细胞均呈颗粒状棕黄色或棕褐色。采用真彩色图像分析系统对VEGF和TGF-β1表达强度进行定量分析。方法[4]如下:每张切片随机选取5个视野(×400),系统自动测量出阳性染色部位的积分光密度(IOD),5个视野的平均IOD值代表该切片VEGF和TGF-β1的表达情况。
  1.5 统计学方法
  所有数据以表示,应用SPSS15.0统计软件做统计分析,采用单因素方差分析,如不满足方差齐性,则采用秩转换检验方法。以P<0.05作为具有统计学意义的判定标准。
  2 结果
  2.1实验动物入选情况
  除正常对照组大鼠外,造模Ⅱ~Ⅵ组大鼠共50只,造模成功率为56% (Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅵ组各6只,Ⅳ组、Ⅴ组各5只) ,Ⅱ组大鼠于给药期间死亡1只,Ⅲ组、Ⅵ组咬伤致死各1只,剔出打架咬伤及死亡的大鼠后,最终入选实验统计结果的大鼠共30只,每组5只。
  2.2大鼠滑膜病理学改变及病理学评分(表1,见文后附图)
  正常大鼠膝关节滑膜衬里层由1-2层滑膜细胞组成且部分不连续。滑膜衬里下层则为由脂肪细胞、少量成纤维细胞、巨噬细胞与少量血管组成的结缔组织,滑膜组织无炎性细胞浸润及胶原纤维,为0分。
  Ⅱ组大鼠第28天滑膜组织肿胀,滑膜上皮层增厚,滑膜细胞增大,数量增多,膝关节滑膜衬里层增生可达5-6层,滑膜衬里下层可见中等量炎性细胞(中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞)浸润,并有少量的成纤维细胞及小血管生成。平均病理积分3.8±0.45。
  Ⅲ~Ⅵ组上述病变均程度不同地较Ⅱ组为轻,主要表现为滑膜组织内炎细胞数量减少,少见血管翳的形成。Ⅲ~Ⅵ组滑膜组织病理积分均明显低于Ⅱ组。
  2.3滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达(表2,见文后附图)
  造模第28天,Ⅱ~Ⅵ组大鼠滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达均明显高于正常组,具有统计学差异(P<0.01)。Ⅲ、Ⅳ组大鼠滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达低于Ⅱ组且高于Ⅴ组,均有统计学差异(P<0.05),而Ⅲ、Ⅳ组间无统计学差异(P>0.05)。Ⅵ组大鼠滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达低于Ⅴ组,有统计学差异(P<0.05)。
  讨论
  RA病理特征为大量炎性细胞在滑膜的浸润和渗出及由此导致的滑膜增生、血管翳形成,最终造成关节软骨的破坏。TGF-β1和VEGF在血管新生的病理和生理中炎症具有重要作用。有研究认为[5]TGF-β1诱导滑膜血管增生是通过刺激滑膜细胞分泌VEGF来实现的。RA滑膜组织中TGF-β1表达增多,调节FGF从而影响血管新生和滑膜细胞增殖。VEGF是导致滑膜炎症和血管生成的主要因子。VEGF的生理功能[6]:①促进血管内皮细胞有丝分裂和血管新生;②增强血管通透性,促进血管内物质渗出,从而促进慢性炎症形成和发展。VEGF在RA滑膜组织血管新生中起着关键作用。研究显示VEGF和TGF-β1在RA滑膜中表达均升高。
  他汀类药物是羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂,除了其明确的降低胆固醇作用之外,还具有多效性,其中包括抗炎作用和免疫调节反应。他汀类药物能降低巨噬细胞或内皮细胞主要组织相容性复合物II (MHCII)的表达。此外,还发挥着许多免疫调节的作用。包括下调白细胞功能性抗原(LFA-1)、抑制白细胞内皮的粘连和外渗及自然杀伤细胞的活动度,促进1型辅助性T细胞向2型辅助性T细胞的转化,抑制促炎症反应细胞因子的释放。近年研究显示,辛伐他汀除降脂作用外,还具有抗炎效应,包括抑制炎性细胞向病变处的迁移以及大量炎症因子的释放 ,抑制平滑肌细胞增殖 、改善血管内皮的功能、 抑制细胞凋亡 、降低病人急性相反应蛋白和红细胞沉降率的水平及减轻关节肿胀指数等作用。辛伐他汀抗炎作用可能与以下机制有关[7]:(1)抑制炎症细胞聚集;(2)抑制炎症细胞与内皮细胞粘附;(3)抑制炎症细胞生长、活性与细胞因子分泌;(4)增加内皮细胞一氧化氮生成,保护内皮功能。但他汀类药物具体的抗炎机制至今尚未完全阐明,还有待于进一步研究。
  本实验通过以佐剂性关节炎大鼠为研究对象,在成功建立AA大鼠模型的基础上,观察辛伐他汀对AA的治疗作用,大鼠滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达Ⅲ~Ⅴ组明显低于Ⅱ组,Ⅲ与Ⅳ组无显著差异,而Ⅴ组明显低于Ⅲ、Ⅳ组,提示辛伐他汀低、中剂量组在降低滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达效果相当,而高剂量组疗效优于低、中剂量组。另外,辛伐他汀高剂量组在抑制滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达方面不及甲氨喋呤。以上结果提示辛伐他汀能抑制滑膜炎症及降低滑膜组织VEGF和TGF-β1的表达。说明辛伐他汀可以抑制局部组织的炎症反应,降低AA大鼠滑膜组织促血管新生细胞因子的表达,有可能减少新生血管的形成,而抑制血管翳的形成。结果提示辛伐他汀不仅可降脂应用于临床,还因其具有抗炎作用可应用于RA的治疗。
  参考文献
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