全 文 : 2010, Vol.34, No.2 81
ProgressinPharmaceuticalSciences
· 研究与交流 ·
2010年第34卷 第 2期 第 81 页
[接受日期 ] 2009-08-27 *通讯作者: 吕小波 ,项目主管;
研究方向: 新药药理和毒理研究;
Tel:0871-8412612; E-mail:lvxiaobo 007@163.com
doi:10.3969/j.issn.1001-5094.2010.02.006
云南红药对类风湿性关节炎模型大鼠足肿胀的抑制
作用及对大鼠血清中致炎因子水平的影响
吕小波* , 李 文 , 杨东加 , 黄春球
(云南植物药业有限公司研发中心 ,云南 昆明 650109)
[摘要 ] 目的:研究云南红药对类风湿性关节炎模型大鼠足肿胀的抑制作用以及对大鼠血清 IL-1β 和 TNF-α含量
的影响 , 并探讨其作用机制。方法:将 60只 SD大鼠随机分成空白组 、模型组 、阳性对照组以及云南红药高 、中 、低
剂量组。除空白组外 , 用Ⅱ型胶原蛋白诱导其余各组大鼠建立类风湿性关节炎模型。阳性对照组灌胃给予地塞米
松磷酸钠 2 mg·kg-1 ,云南红药高 、中 、低剂量组分别灌胃给予云南红药 0.4、0.2和 0.1g·kg-1 ,空白组 、模型组灌
胃给予生理盐水 0.01 mL·g-1 ,所有大鼠均为每日给药 1次 , 连续 28天。记录各组大鼠右后足肿胀程度变化情
况 , 并于第 28天处死大鼠 , 检测其血清 IL-1β 和 TNF-α的含量。结果:模型组大鼠在注射Ⅱ型胶原蛋白后的第
15天 ,云南红药高 、中 、低 3个剂量组的大鼠分别在注射Ⅱ型胶原蛋白后的第 22、 20、 18天右足肿胀率达 100%;
与模型组相比 ,云南红药高 、中剂量在给药 16天后即能显著抑制大鼠足肿胀(P<0.05),而云南红药低剂量组在
给药 24天后才产生显著抑制作用(P<0.05);云南红药高 、中剂量组大鼠的血清 IL-1β 和 TNF-α的含量明显低
于模型组(P<0.01), 模型组大鼠血清中 IL-1β 和 TNF-α的含量分别为 152.34 ng·L-1和 31.76 μg·L-1 ,高剂量
组分别为 69.64 ng·L-1和 15.37 μg·L-1 , 中剂量组分别为 82.21 ng·L-1和 19.44μg·L-1。结论:云南红药能够有
效阻止类风湿性关节炎的发生 、发展 , 其作用机制可能与下调致炎因子 IL-1β 和 TNF-α的水平有关。
[关键词 ] 云南红药;类风湿性关节炎;白细胞介素-1β;肿瘤坏死因子-α
[中图分类号 ] R285.5 [文献标志码 ] A [文章编号 ] 1001-5094(2010)02-0081-04
EfectsofYunnan-hongyao* onthePawEdemaofRheumatoid
ArthritisRatsModelandtheLevelsofTheirSerumInflammationFactor
L Xiao-bo, LIWen, YANGDong-jia, HUANGChun-qiu
(CenterofResearchandDevelopment, YunnanPhytopharmaceuticalCo., Ltd., Kunming650109 , China)
[ Abstract] Objective:TostudytheefectsofYunnan-hongyao(HY)onthepawedemaofrheumatoid
arthritisratsmodel, aswelasthelevelsoftheirserumIL-1β andTNF-α.Methods:60 SDratswere
randomlydividedinto6 groups, includingblankgroup, modelgroup, positivecontrolgroup, diferentHY
groupsatlow, middleandhighdose.ThemodeloftypeIcolagen(CII)-inducedarthritic(CIA)ratswas
establishedineachgroupexcepttheblankgroup.Theratsinpositivecontrolgroupwereadministered
dexamethasonesodiumphosphate(2 mg kg-1 , qd, for28 consecutivedays)byintragastricperfusion, the
ratsinHYgroupsweregivenHY(0.4, 0.2and0.1g kg-1 , qd, respectively, for28consecutivedays)by
intragastricperfusion, theratsinblankgroupandmodelgroupweregivennormalsaline(0.01mL g-1 ,
qd, for28 consecutivedays)byintragastricperfusion.Thentheinhibitoryefectsonpawedemawere
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observedeachday, andserumIL-1β andTNF-αlevelweredeterminedaftersacrificingtheratson28th
day.Results:Onthe15thdayafterinjectingCI, theswelingrateofrightpawinmodelgroupreached
100%, whilethosewererespectivelyonthe22th, 20th, 18thdayinhigh, mediumdoseandlowdose
group.Comparedwiththemodelgroup, thepawedemawasinhibitedsignificantlyinhighandmedium
dosegrouponthe16thdayafteradministration(P<0.05), whilethatwassignificantlyinhibitedon24th
dayinlowdosegroup(P<0.05).Comparedwithmodelgroup, thelevelsofserumIL-1β andTNF-α
wereobviouslylowerinhighandmediumdosegroup(P<0.01).ThelevelsofserumIL-1β andTNF-α
inmodelgroupwere152.34 ng L-1 and31.76 μg L-1 , respectively, whilethosewererespectively
69.64ng L-1 and15.37 μg L-1 inhighdosegroup, 82.21 ng L-1 and19.44 μg L-1 inmediumdose
group.Conclusion:Yunnan-hongyaocanefectivelytreatrheumatoidarthritis, themechanismofwhich
mayberelatedtoloweringserumIL-1β andTNF-αlevels.
[ Keywords] Yunnan-hongyao;rheumatoidarthritis;IL-1β;TNF-α
*Note:Yunnan-hongyaoisakindofChinesetraditionalpatentmedicinecomposedofRadixetrhizomenotoginseng, Rhizomaparidis, Dactyli-
capnosscandens, Aconitumvilmorinianum, RadixAmpelopsisdelavayanae, Pseudostreblusindica, etc..Itcanbeusedtotreatrheumatoid
arthritis.
类风湿性关节炎 (rheumatoidarthritis, RA)是以
累及外周小关节为主的对称性多关节的慢性炎症性
疾病 ,可出现关节外的系统性损害。虽然目前其致
病原因尚未完全明确 ,但 RA患者血清中白细胞介
素 -1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)呈高水平
的特征已得到公认[ 1-2] 。云南红药(Yunnan-hongyao,
HY)为云南植物药业有限公司生产的特色品种 ,具
有止血镇痛 、活血散瘀 、祛风除湿等作用 ,对风湿性
关节炎等多种病症有显著疗效 。处方中主要药物为
云南特产的民间中草药 ,包括三七 、重楼 、紫金龙 、制
黄草乌 、玉葡萄根 、滑叶跌打等 。本试验以 Ⅱ型胶原
蛋白(typeIcolagen, CII)诱导大鼠发生类风湿性
关节炎 ,观察 HY对实验性类风湿性关节炎足肿胀
的影响及对大鼠血清 IL-1β和 TNF-α的调节作用 ,
进一步探讨其作用机制 ,为其临床用药提供参考。
材料
1.1 实验动物
雄性 SD大鼠 ,体重 200 ~ 250 g,由昆明医学院
实验动物中心提供 , 动物合格证号:SCXK(滇 )
2005-0008。
1.2 药品与主要试剂
HY胶囊(批号:20080702, 云南植物药业有限
公司);地塞米松磷酸钠注射液(批号:05082211,天
津药业焦作有限公司);酸可溶性 Ⅱ型胶原蛋白
(CI,批号:C9879, Sigma公司);弗氏不完全佐剂
(批号:F5506, Sigma公司);大鼠白介素-1β(IL-1β)
ELISA试剂盒(批号:HR1025,北京博奥森生物技术
有限公司);TNF-α试剂盒(批号:072602 ,深圳晶美
公司)。
1.3 仪器
LXJ2I型离心机(上海医用分析仪器厂);三用
电热恒温水浴箱(北京长安科学仪器厂);旋涡混合
器(浙江乐城电器厂);Bio-Rad550酶标仪 (美国
Bio-Rad公司);AT250十万分之一电子天平(瑞士
METTLER公司)。
方法
2.1 类风湿性关节炎大鼠模型的建立
参照文献 [ 3-4]中方法 ,将 CI溶解于 0.1mol·L-1
醋酸中 ,制成质量浓度为 2 g·L-1的溶液 ,试验前将
CII溶液滴加至冷的弗氏不完全佐剂中 ,使 CII质量
浓度为 1 g·L-1 , 每只大鼠左后足跖皮内注射
0.25 mL,诱导其发生炎症 。注射后第 2天 ,大鼠左
后足即有明显肿胀 , 出现急性免疫反应 , 7 ~ 10天
后 ,大鼠对侧足开始肿胀 , 14 ~ 21天后 ,大鼠对侧足
出现明显红肿 ,并有关节变形 ,形成稳定的胶原诱导
性关节炎(CIA)模型 。
2.2 供试药物的配制
称取 HY胶囊内容物 2.0 g,加少量生理盐水
使其混悬后 ,转移至 50 mL量瓶 ,加生理盐水至刻
度 ,摇匀 , 即得 HY高剂量混悬液 (质量浓度为
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0.04 g·mL-1);分别取 HY胶囊内容物 1.0和
0.5 g,同法制得 HY中 、低剂量混悬液 (质量浓度
分别为 0.02和 0.01 g·mL-1)。
2.3 实验方案
将 60只大鼠随机分为 6组 ,每组 10只 ,分别为:
空白组 、模型组 、阳性对照组以及 HY高 、中 、低 3个
剂量组。除空白组外 ,其余各组动物均按 “2.1”项下
方法造模 ,空白组注射等量生理盐水。注射 CI后当
天开始给药 ,每天 1次 ,连续 28天。阳性对照组灌胃
给予地塞米松磷酸钠 2 mg·kg-1 , HY高 、中 、低剂量
组分别灌胃给予 HY0.4、0.2和 0.1g·kg-1 ,空白组 、
模型组灌胃给予等量生理盐水(0.01mL·g-1)。从注
射 CI后第 7天开始 ,记录各组动物右后足开始出
现肿胀的时间 ,以及各组所有动物均出现肿胀的时
间(100%肿胀时间),并于第 12、16、20、24和 28天
采用容积检测仪测定大鼠右后足体积 ,第 28天大鼠
经股动脉放血处死 ,取血后分离血清 ,按试剂盒说明
书中方法测定 IL-1β和 TNF-α的含量 。
2.4 统计学方法
数据以( x±s)表示 ,组间比较采用 SPSS11.5统
计软件 ,进行独立样本 t检验。
结果
3.1 云南红药对 CIA模型大鼠右后足肿胀时间的
影响
模型组大鼠在注射 CII后的第 12天开始出现
右后足肿胀 ,第 15天 ,右足肿胀率达 100%。 HY低
剂量组大鼠于第 15天开始出现右侧足肿胀 ,于第
18天肿胀率达 100%;中 、高剂量组的大鼠分别在注
射 CII后第 16、18天出现明显右侧足肿胀 ,第 20和
22天足肿胀率达 100%;阳性组大鼠结果与高剂量
组结果相似 ,见表 1。
表 1 各组大鼠右后足出现肿胀及 100%肿胀所经时间
Table1 Thetimewhenrats′pawedemaoccurredandit
reached100% swelingdegreeindifferentgroups
组别 剂量(g·kg-1)
开始肿胀时间
(d)
100%肿胀时间
(d)
模型组 12 15
阳性对照组 0.002 18 21
HY高剂量组 0.4 18 22
HY中剂量组 0.2 16 20
HY低剂量组 0.1 15 18
3.2 云南红药对 CIA模型大鼠足肿胀程度的影响
模型组大鼠在注射 CI后第 12天出现右后足
肿胀 ,在致炎后第 28天肿胀程度达峰值 。与模型组
相比 , HY高 、中剂量组大鼠在给药 16天后其足肿
胀程度即受到抑制(P<0.05),且随给药时间的延
长 ,抑制作用越明显 ,而 HY低剂量组在给药 24天
后才产生明显抑制作用(P<0.05)。该抑制作用呈
剂量依赖性。以上 3个剂量组大鼠的足肿胀程度与
阳性对照组相比无显著差异(P>0.05),且组间无
显著差异(P>0.05),见表 2。
表 2 各组大鼠的足肿胀程度测定结果( x±s, n=10)
Table2 Thetestresultsofpawswelingdegreeofratsindiferentgroups
组别 剂量(g·kg-1)
各组大鼠在不同时间的右后足体积(mL)
12 d 16 d 20 d 24d 28 d
空白组 1.09±0.15 1.14±0.12 1.23±0.13 1.25±0.11 1.29±0.13
模型组 1.26±0.12* 1.46±0.13** 1.57±0.13** 1.69±0.16** 1.75±0.16**
阳性对照组 0.002 1.17±0.08 1.29±0.18# 1.44±0.13# 1.46±0.11## 1.55±0.07##
HY高剂量组 0.4 1.16±0.10 1.29±0.14# 1.39±0.11## 1.47±0.11## 1.51±0.10##
HY中剂量组 0.2 1.22±0.12 1.34±0.10# 1.45±0.08# 1.51±0.07## 1.58±0.08##
HY低剂量组 0.1 1.21±0.12 1.41±0.14 1.50±0.12 1.55±0.12# 1.61±0.12#
*P<0.05, **P<0.01,与空白组比较;#P<0.05, ##P<0.01,与模型组比较
3.3 云南红药对 CIA模型大鼠血清 IL-1β和 TNF-α
的影响
与空白组大鼠相比 ,模型组大鼠在致炎后 28
天 ,血清 IL-1β 和 TNF-α水平均明显升高 (P<
0.01)。与模型组相比 , HY高 、中剂量组及阳性对
照组大鼠血清 IL-1β和 TNF-α的水平均明显降低
(P<0.01, P<0.05),而 HY低剂量组无显著差异
(P>0.05)。与阳性对照组相比 , HY高 、中剂量组
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的 IL-1β和 TNF-α水平均无显著差异(P>0.05),
而 HY低剂量组分别为极显著差异(P<0.01)和显
著差异(P<0.05)。 HY3个剂量组之间有显著差
异(P<0.01或 P<0.05),且血清 IL-1β和 TNF-α
水平呈明显的剂量依赖性(见表 3)。
表 3 各组大鼠血清 IL-1β 和 TNF-α的含量测定结果
( x±s, n=10)
Table3 TheresultsofcontentdeterminationforlevelsofIL-1β
andTNF-αinrats′serumofdiferentgroupsafteradministration
组别 剂量(g·kg-1)
IL-1β 含量
(ng·L-1)
TNF-α含量
(μg·L-1)
空白组 21.81±2.33 6.58±1.14
模型组 152.34±12.87** 31.76±4.55**
阳性对照组 0.002 67.13±6.12## 15.20±5.15##
HY高剂量组 0.4 69.64±5.26##aab 15.37±4.36##aa
HY中剂量组 0.2 82.21±8.11##aa 19.44±8.58#a
HY低剂量组 0.1 131.66±15.58■■bb 26.22±8.14■b
*P<0.05, **P<0.01,与空白组比较;#P<0.05, ##P<0.01,与模型
组比较;■P<0.05, ■■P<0.01,与阳性对照组比较;aP<0.05, aaP<
0.01,与 HY低剂量组比较;bP<0.05, bbP<0.01,与 HY中剂量组
比较
讨论
CIA原发病变主要表现为早期局部的炎症反
应 ,继发病变则表现为对侧后肢和前肢的肿胀 。研
究显示 , RA患者的滑膜巨噬细胞一旦被激活就可
过度表达 MHCII分子 、炎症因子(如 TNF-α、IL-1
等)、趋化因子(如 IL-8、MIP-1等)及金属基质蛋白
酶等 ,且 RA症状和关节损伤程度均与巨噬细胞数
量和 TNF-α、IL-1β的水平密切相关:TNF-α可诱导
内皮细胞表达黏附分子(ICAM-1),促进白细胞与血
管内皮黏附 、渗透 ,导致局部的炎症;也能促进软骨
细胞分泌纤维蛋白溶酶原激活剂 ,使纤维蛋白溶酶
原转化为纤维蛋白溶酶而加快关节炎的损伤过程;
还可促使滑膜细胞 、巨噬细胞 、纤维母细胞和软骨细
胞产生 IL-1、IL-8而加重组织损伤 [ 5-8] 。大部分关节
炎的发生时间为 20 ~ 30天 ,一般在致炎前 2 ~ 20天
或致炎后 20 ~ 40天内给药 [ 3] 。本试验从致炎当天
开始给药 ,连续 4周 ,试验结果表明 ,中 、高剂量的
HY能显著延迟 CIA发展 ,减轻足肿胀 ,可能与其下
调致炎因子 IL-1β和 TNF-α水平有关。 IL-1β为炎
症的始动因素 ,故 HY降低血清 IL-1β的水平 ,可能
促使 RA发生时间延迟;而降低血清 TNF-α的水平 ,
可能与 HY抑制后期病情的进展有关。
本试验中给药剂量的确定依据如下:HY胶囊
的人用量为一次 2 ~ 3粒 ,每日 3次 ,每粒 0.25 g,则
人每天最大用量为 2.25g;人体重以 60 kg计 ,则人
用剂量为 0.037 5g·kg-1 ,大鼠给药剂量按人的 5.5
倍计算 ,为 0.206 g·kg-1 ,故本试验中以 0.2 g·kg-1
为中剂量 ,高 、低剂量分别为 0.4和 0.1 g·kg-1。此
外 ,大鼠的年龄和性别均可影响关节炎的发生率:雌
性大鼠体内的雌激素具有抗炎作用 ,不利于关节炎
模型的建立 ,也会影响试验结果 ,故本试验选用雄性
大鼠;另外 ,所选大鼠体重范围为 200 ~ 250 g,是为
了保证年龄的接近和体重差异小 ,以确保试验结果
更准确。
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