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苗药铁筷子挥发油对大鼠佐剂性关节炎的作用及机制研究



全 文 :苗药铁筷子挥发油对大鼠佐剂性关节炎的作用及机制研究
钱海兵,罗 奎,龙清隆,靳凤云 (贵阳中医学院,贵州贵阳 550002)
摘要 [目的]观察苗药铁筷子挥发油对佐剂性关节炎大鼠的作用,并初步探讨其作用机制。[方法]设立正常对照组、模型对照组、阳
性药物组和铁筷子挥发油高、中、低剂量组(生药量 10. 0、5. 0和 2. 5 g /kg);除正常对照组外,其余各组于大鼠左后跖皮下注射弗氏完全
佐剂建立佐剂性关节炎模型;各组于造模当天开始给药,连续给药 21 d,观察铁筷子挥发油对佐剂性关节炎大鼠模型关节肿胀、免疫器
官脏器系数以及病理形态的影响,采用放免法测定铁筷子挥发油对各组大鼠血清中白介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量
的影响。[结果]与模型组比较,铁筷子挥发油对大鼠足肿胀有明显的抑制作用,对免疫器官没有明显影响;铁筷子挥发油还可明显降低
佐剂性关节炎大鼠血清中 IL-1β以及 TNF-α的含量。[结论]铁筷子挥发油对佐剂性关节炎大鼠具有一定治疗作用,其机制可能与减少
细胞因子的生成有关。
关键词 铁筷子(root of Wintersweet);挥发油;佐剂性关节炎;白介素-1β;肿瘤坏死因子-α
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)21 -10834 -03
Effects of Essential Oil from Chimonanthus praecox in Guizhou on Rat Adjuvant Arthritis and Their Mechanisms
QIAN Hai-bing et al (Guiyang College of Traditional Chinese Medicine,Guiyang,Guizhou 550002)
Abstract [Objective]To study the effects of essential oil from Chimonanthus praecox on rat adjuvant arthritis and their mechanism. [Meth-
od]Rats were divided randomly into normal control group,model control group,positive drug group and high-,middle-and low-dosage groups
of essential oil from Chimonanthus praecox in Guizhou (10. 0,5. 0 and 2. 5 g /kg crude drug). Adjuvant arthritis (AA)rat model were estab-
lished by subcutaneous injection of Freunds adjuvant (FCA)except the normal group. Drugs were given by oral gavage for 21 d continuously
from the modeling day. The anti-arthritic effects and mechanism of essential oil from Chimonanthus praecox in Guizhou against RA were studied
through observing the paw swelling,viscera index pathological changes and levels of interleukin 1β(IL-1β)and tumor necrosis factor α(TNF-
α)after medication. [Result]The essential oil from Chimonanthus praecox in Guizhou could effectively inhibit the articular swelling,com-
pared with model group. But it had no significant effects on the immune organs. The contents of IL-1β and TNF-α in the serum of AA rats
were decreased significantly compared with model group. [Conclusion]The essential oil from Chimonanthus praecox in Guizhou had certain
therapeutic effects on rat adjuvant arthritis,and its mechanism might be related to the reduction of cytokine generation.
Key words Chimonanthus praecox;Essential oil;Adjuvant arthritis;Interleukin 1β (IL-1β);Tumor necrosis factor α (TNF-α)
基金项目 贵阳市科技计划项目(筑科合同[2011204]22 号) ;贵州省
科技基金项目(黔科合 J字[2009]2150 号)。
作者简介 钱海兵(1977 -) ,男,河南卫辉人,副教授,博士,从事中药
药理学研究,E-mail:qhb888@ sohu. com。
收稿日期 2012-03-19
苗药铁筷子(Root of Wintersweet)为腊梅科腊梅属(Chi-
monanthus)植物腊梅(Chimonanthus praecox(L.)Link.)及山
腊梅(Chimonanthus nitens Oliv.)的干燥根,其性味辛温,无
毒,具有祛风止痛、理气活血和止咳平喘的功效,主治风湿痹
痛、风寒感冒、跌打损伤、脘腹疼痛、哮喘、劳伤咳嗽以及疔疮
肿毒等[1],在我国分布广泛。铁筷子的主要化学成分有挥发
油、生物碱和香豆素类化合物等。药理研究表明,其具有很
好的杀菌、抑菌活性以及清除自由基和镇痛等作用,为苗族
民间治疗风湿(rheumatism)和类风湿性关节炎(rheumatoid
arthritis,RA)的民族习用药材,收载于《中华本草》。但目前
关于铁筷子治疗风湿以及类风湿性关节炎的相关试验研究
鲜有报道。佐剂性关节炎(adjuvant arthritis,AA)大鼠的病理
改变与 RA有许多相似之处,是研究 RA常用的动物模型[2]。
笔者通过试验观察铁筷子挥发油对佐剂性关节炎大鼠模型
关节肿胀、免疫器官脏器系数以及病理形态的影响,并采用
放免法测定铁筷子挥发油对各组大鼠血清中白介素-1β(IL-
1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量的影响,以期为铁筷子
挥发油对佐剂性关节炎的作用机制研究提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。铁筷子,采自贵州龙里,经贵阳中医学院
王祥培副教授鉴定为腊梅科腊梅属植物腊梅(Chimonanthus
praecox(L.)Link.)的根;铁筷子挥发油按药典水蒸气蒸馏法
制备,得率为 0. 4%,试验时用金龙鱼调和油稀释。
1. 1. 2 主要仪器。ALC-210. 3电子天平,购自北京艾科勒有
限公司;卷尺,自制。
1. 1. 3 主要试剂。风湿骨痛胶囊,由安徽精方药业有限公
司提供,批号:100902;弗氏完全佐剂,由 Sigma 公司生产,批
号:20100104;125 I IL-1β,批号 0110206;125 I TNF-α,0110302,放
免试剂盒,均由解放军总医院科技开发中心放免所提供;CG-
1200γ放射计数器,购自中国科大创新股份有限公司。
1. 1. 4 试验动物。SPF 级 Wistar 大鼠,60 只,体重(180 ±
20)g,雌雄各半,由第三军医大学大坪医院野战外科研究所
医学实验动物中心提供,许可证号 SCXK(渝)2001-0005。
1. 2 方法
1. 2. 1 风湿骨痛胶囊的预处理。风湿骨痛胶囊每粒 0. 3 g,
成人临床日用量为 0. 03 g /kg·d,按成人体重 60 kg 计算大
鼠等效剂量,用蒸馏水配制成混悬液使用。
1. 2. 2 动物分组。大鼠随机分为正常对照组、AA 模型组、
阳性对照组(风湿骨痛胶囊混悬液 0. 2 g /kg,相当于成人剂
量的 7倍)、铁筷子挥发油高、中、低剂量组(按生药量计为
10. 0、5. 0 和 2. 5 g /kg,相当于临床成人剂量的 20、10 和 5
倍)。每组 10只,按性别分笼饲养。
1. 2. 3 模型建立及给药。将试验大鼠适应性饲养 1 周后,
除正常对照组外,其余各组于大鼠左后跖皮下注射弗氏完全
佐剂 0. 1 ml建立 AA模型。致炎当天,各组动物按剂量灌胃
责任编辑 石金友 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(21):10834 - 10836
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.21.072
给药,正常对照组和模型对照组给予相同体积的蒸馏水,1
次 /d,连续 21 d。
1. 2. 4 足肿胀的测量。分别于造模的第 2、5、9、13、17 和 21
天,用自制无弹性软尺测定大鼠踝关节周长,表示大鼠足肿
胀程度。
1. 2. 5 大鼠脏器指数测定。最后 1 次测定足肿胀后,称重
后处死大鼠,取胸腺、脾脏和肾上腺,称重,计算脏器指数。
1. 2. 6 血清中 IL-1β和 TNF-α的测定。末次测定足肿胀度
后,于股动脉处取血,分离血清,严格按照试剂盒说明,采用
放免法测定血清中 IL-1β和 TNF-α的含量。
1. 2. 7 病理学检测。将大鼠处死后,取致炎关节,用福尔马
林固定进行常规切片,然后用 HE 染色,于光镜下进行组织
形态观察。
1. 2. 8 数据统计方法。应用 SPSS17. 0 软件进行统计学处
理,数据用珋x ± s表示,采用单因素方差分析,P < 0. 05表示有
显著性差异。
2 结果与分析
2. 1 铁筷子挥发油对AA大鼠足肿胀的影响 由表1可知,
弗氏佐剂注射完全后,各组大鼠左后肢踝关节均出现肿胀,
与空白组比较有显著差异(P < 0. 05) ,表示造模成功。各给
药组在不同时期均有一定的抑制关节肿胀的作用,其中挥发
油高、中剂量作用明显,与模型组比较有显著差异(P <
0. 05)。试验结果表明,铁筷子挥发油具有消除 AA 关节炎
大鼠足肿胀作用。
表 1 铁筷子挥发油对 AA大鼠关节肿胀的影响 (珔x ± s,n =10)
组别
剂量
g /kg
肿胀度∥mm
2 d 5 d 9 d 13 d 17 d 21 d
空白组 - 24. 27 ±0. 86** 24. 07 ±0. 63** 24. 28 ±0. 60* 24. 17 ±0. 57** 24. 29 ±0. 59** 24. 12 ±0. 61**
模型组 - 32. 38 ±0. 81 31. 43 ±0. 24 27. 63 ±0. 86 27. 25 ±0. 80 27. 00 ±0. 83 26. 52 ±0. 71
风湿骨痛组 0. 2 32. 08 ±1. 02 29. 74 ±0. 49* 26. 50 ±0. 43* 26. 11 ±0. 82* 25. 97 ±0. 85* 25. 13 ±0. 50*
挥发油高剂量 20 32. 62 ±1. 06 29. 85 ±0. 45* 26. 65 ±0. 76* 26. 46 ±0. 48* 26. 15 ±0. 52* 25. 29 ±0. 63*
挥发油中剂量 10 32. 82 ±1. 35 30. 37 ±1. 05* 26. 79 ±0. 40* 26. 49 ±0. 50* 26. 23 ±0. 66* 25. 69 ±0. 53*
挥发油低剂量 5 32. 42 ±1. 16 30. 75 ±1. 53 27. 06 ±0. 92 27. 18 ±0. 72 26. 65 ±1. 05 26. 07 ±0. 77
注:与模型组比较,* 为 P <0. 05,**为 P <0. 01。
2. 2 铁筷子挥发油对 AA大鼠脏器系数的影响 由表 2 可
知,在给予药物治疗后,模型组出现一定的胸腺萎缩,与空白
组比较有显著差异(P <0. 05)。风湿骨痛胶囊组和铁筷子挥
发油各剂量组的脏器系数与空白组比较没有明显差异(P >
0. 05) ,表明铁筷子挥发油对各免疫器官没有明显的抑制
作用。
表 2 铁筷子挥发油对 AA大鼠脏器系数的影响(珔x ± s,n =10)
组别
剂量
g /kg
脏器系数∥%
胸腺 脾脏 肾上腺
空白组 - 0. 16 ±0. 03 0. 25 ±0. 02 0. 02 ±0. 008
模型组 - 0. 14 ±0. 05* 0. 23 ±0. 03 0. 02 ±0. 007
风湿骨痛组 0. 2 0. 16 ±0. 04 0. 23 ±0. 05 0. 02 ±0. 008
挥发油高剂量 20 0. 16 ±0. 05 0. 23 ±0. 04 0. 02 ±0. 008
挥发油中剂量 10 0. 18 ±0. 05 0. 25 ±0. 05 0. 02 ±0. 006
挥发油低剂量 5 0. 17 ±0. 05 0. 24 ±0. 05 0. 02 ±0. 008
注:与空白组比较,* 为 P <0. 05。
2. 3 铁筷子挥发油对血清 IL-1β和 TNF-α含量的影响 由
表 3可知,与空白组比较,模型组血清中 IL-1β 和 TNF-α 含
量显著升高(P <0. 01) ;铁筷子挥发油各剂量组均可以降低
血清中 IL-1β和 TNF-α 含量。其中铁筷子挥发油高剂量可
明显降低AA大鼠血清中 IL-1β的含量(P <0. 05) ;高剂量与
中剂量可明显降低 AA大鼠血清中 TNF-α含量(P <0. 05)。
2. 4 大鼠踝关节组织病理学检查 图 1 表明,正常大鼠踝
关节结构正常,未见炎性细胞浸润以及滑膜细胞增生及血管
增生。模型组大鼠踝关节切片可见明显炎性细胞浸润,有明
显的滑膜细胞增生和血管增生,表明有明显病理改变。各给
药组与模型组比较,在炎性细胞浸润以及滑膜细胞增生和血
管增生方面有明显的抑制作用。
表 3 铁筷子挥发油对 AA大鼠血清 IL-1β和 TNF-α的影响 (珔x ± s,n
=10)
组别 剂量∥g /kg IL-1β∥μg /L TNF-α∥μg /L
空白组 - 1. 19 ±0. 11** 26. 98 ±3. 87**
模型组 - 1. 40 ±0. 18 36. 67 ±5. 77
风湿骨痛组 0. 2 1. 22 ±0. 12* 29. 19 ±4. 93**
挥发油高剂量 20 1. 26 ±0. 12* 31. 03 ±3. 56*
挥发油中剂量 10 1. 31 ±0. 13 31. 66 ±3. 54*
挥发油低剂量 5 1. 34 ±0. 17 34. 64 ±4. 93
注:与模型组比较,* 为 P <0. 05;**为 P <0. 01。
3 讨论
类风湿性关节炎(RA)是一种以多关节对称性关节炎为
主要临床表现的全身性免疫性疾病,病因尚未完全阐明,受
遗传和环境因素影响,临床表现多样,基本病变是滑膜细胞
增生,衬里层增厚,多种炎症细胞浸润,血管翳形成及软骨组
织的破坏,最终导致关节畸形和功能丧失[3 -4]。目前该病的
治疗主要靠西药维持,但由于各种不良反应的存在以及药源
性疾病的发生,很多患者不能耐受。而中药以及民族药物来
源广泛,不良反应小。近年来,从天然药物中寻找有效部位
或有效成分治疗 RA成为研究热点,并取得明显成效。
对类风湿关节炎发病机制的研究表明,除了细胞免疫、
体液免疫异常外,各种细胞因子也与类风湿性关节炎的发病
密切相关,其中 IL-1 和 TNF-α 关注的较多。IL-1 生物学作
用非常广泛,是作用最强的炎症介质之一,能介导多种炎症
反应,在 RA的发病过程中,IL-1可以促进软骨损伤以及滑膜
细胞增生,也可以通过诱导滑膜细胞产生 MMP增加,破坏细
5380140 卷 21 期 钱海兵等 苗药铁筷子挥发油对大鼠佐剂性关节炎的作用及机制研究
图 1 大鼠踝关节组织病理学图片
胞外基质[5]。TNF-α 可通过诱导成纤维细胞 MMP-1 和
MMP-3的表达来破坏细胞基质,另外也可以提高滑膜细胞产
生 IL-6和 NO,进一步促进关节炎症反应。也有研究表明,
TNF-α对细胞外基质的破坏作用可部分地与 IL-1叠加[6]。
研究结果表明,AA 大鼠血清中 IL-1β 和 TNF-α 含量明
显增高,提示 AA大鼠病变的发生中,细胞因子的活性增加,
铁筷子挥发油可以明显抑制 AA大鼠血清中 IL-1β和 TNF-α
含量,因而抑制 IL-1β和 TNF-α所激发或诱导的滑膜细胞的
增生和软骨破坏以及炎症的进展,可以缓解关节组织的损
伤,起到一定治疗作用。AA大鼠足肿胀的检测表明,铁筷子
挥发油可以减轻大鼠足肿胀,消除炎症,改善临床症状。对
脏器指数的测定表明,铁筷子挥发油对免疫器官的影响不明
显,表明其可能不具有明显的免疫抑制作用。病理切片分析
表明,铁筷子挥发油可以改善关节的病理改变,减少炎性细
胞浸润以及滑膜细胞增生和血管增生。因此,抑制 IL-1β和
TNF-α的表达可能是其治疗类风湿性关节炎的可能机制
之一。
参考文献
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(上接第 10811 页)
厚朴叶生产厚朴酚与和厚朴酚提供了参考。
(2)厚朴叶资源丰富,生物量大,可以每年收集,采集厚
朴叶并不会破坏厚朴植物资源,试验所用厚朴叶样品中厚朴
酚与和厚朴酚的总含量可达 0. 25%左右,有报道陕西产厚朴
叶中厚朴酚的含量可达 0. 32%,因此厚朴叶在制备厚朴酚与
和厚朴酚提取物方面具有较明显的资源优势,加强厚朴叶资
源的开发与利用,将对缓解厚朴资源的匮乏及可持续利用起
到促进作用。
参考文献
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63801 安徽农业科学 2012 年