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头花蓼对幽门螺杆菌胃炎大鼠血清干扰素-γ和白细胞介素-4含量的影响



全 文 :头花蓼对幽门螺杆菌胃炎大鼠血清干扰素-γ 和白细
胞介素-4 含量的影响*

冯海潮**,孙朝琴,张 姝,何 芸,吴 琼,莫 非,罗昭逊***
(贵州医科大学,贵州 贵阳 550004)
[摘 要]目的:探讨苗药头花蓼对幽门螺杆菌(H. pylori)感染相关性胃炎大鼠血清干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞
介素-4(IL-4)含量的影响。方法:30 只 SD大鼠随机分为空白组、模型组及头花蓼组,采用 H. pylori灌胃造模,空
白组灌胃无菌脑心浸液肉汤,模型组和头花蓼组用消炎痛预处理后灌胃 H. pylori制作 H. pylori感染相关性胃炎
大鼠模型,之后空白组和模型组大鼠灌胃生理盐水、头花蓼组大鼠灌胃头花蓼 2 周;采用 HE染色评估胃黏膜炎
炎症损伤程度,酶联免疫(ELISA)法检测 3 组大鼠血清 IFN-γ、IL-4 含量,实时荧光定量 PCR(real time-PCR)检测
胃黏膜中 IFN-γ、IL-4 mRNA的相对表达水平。结果:H. pylori 灌胃造模后,大鼠胃窦黏膜有 H. pylori 定植,HE
染色结果显示模型组大鼠胃组织呈现相关性胃炎病理形态改变;头花蓼干预后,H. pylori 感染大鼠胃黏膜炎症
明显改善,IFN-γ mRNA表达水平明显下调、IFN-γ血清含量明显降低,与模型组比较差异均有统计学意义(P <
0. 05);而头花蓼干预对 IL-4 分泌的影响比较轻。结论:头花蓼可减轻 H. pylori对胃黏膜炎性损伤,其机制可能
是通过下调 IFN-γ mRNA转录水平而实现的。
[关键词]头花蓼;苗药;幽门螺杆菌;干扰素-γ;白介素-4;炎症;大鼠,Sprague-Dawley
[中图分类号]R931 [文献标识码]A [文章编号]1000-2707(2016)09-1037-05
DOI:10. 19367 / j. cnki. 1000-2707. 2016. 09. 011
Effects of Polygonum capitatum on Content of IFN-γ and
IL-4 in Rats with Helicobacter pyloric Gastritis
FENG Haichao,SUN Chaoqin,ZHANG Shu,HE Yun,WU Qiong,MO Fei,LUO Zhaoxun
(Guiyang Medical University,Guiyang 550004,Guizhou,China)
[Abstract]Objective:To investigate the effects of Polygonum capitatum on content of IFN-α and IL-
4 in rats with Helicobacter Pyloric gastritis. Methods:30 SD rats were randomly divided into blank
group,model group and Polygonum capitatum group. Gastritis was induced in rats by oral gavage with
H. pylori;blank group was treated with sterile Brain Heart Infusion Broth,model group and Polygonum
capitatum group were first treated with indomethacin,then served to construct H. pylori infected rele-
vance gastritis rats model. Blank group and model group were treated with normal saline irrigation,Po-
lygonum capitatum group were treated with Polygonum capitatum irrigation for two weeks;HE staining
was adopted to evaluate the Acute gastritis inflammation damage level,ELISA to test IFN-γ and IL-4
content of three groups;real time-PCR to test relative expression level of IFN-γ mRNA and IL-4 mR-
NA in mucositis. Result:After treatment,gastric inflammation in Polygonum capitatum group was im-
proved obviously. The mRNA expression and the serum content of IFN-γ in Polygonum capitatum
group were significantly lower than the model group,it was statistically significant (P < 0. 05). But
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第 41 卷 第 9 期
2016 年 9 月
贵 州 医 科 大 学 学 报
JOURNAL OF GUIZHOU MEDICAL UNIVERSITY
Vol. 41 No. 9
2016. 9
* *[基金项目]贵州省科学技术基金[黔科合(2014)2027 号];贵州省科技合作计划基金[黔科合 LH(2015)7417 号];贵州省卫生计生委科学技术基金
(gzwikj2015 - 1 - 003) ;贵阳市科技局计划项目[筑科合同(2014001)]
**贵阳医学院 2013 级硕士研究生
***通信作者 E-mail:418611578@ qq. com
网络出版时间:2016 - 09 - 13 网络出版地址:http:/ /www. cnki. net /kcms /detail /52. 5012. R. 20160913. 2240. 018. html
Polygonum capitatum had little effect on secretion IL-4 in the process of H. pylori infection. Conclu-
sion:Polygonum capitatum could inhibit H. pylori-associated gastritis probably via down-regulation of
IFN-γ mRNA expression.
[Key words]Polygonum capitatum;Miao medicine;Helicobacter pyloric;interferon-γ;interleukin-4;
inflammation;rats,Sprague-Dawley
头花蓼是贵州省的精选苗药,具有清热利湿,
活血解毒的功效,对幽门螺杆菌具有抗菌活
性[1 - 3]。课题组前期研究发现头花蓼体外可刺激
淋巴细胞增殖,促进干扰素 γ(interferon-γ,IFN-γ)
和白细胞介素 4(interleukin-4,IL-4)的分泌,参与
机体免疫调节[4]。INF-γ、IL-4 分别作为 T 淋巴细
胞的两种亚型 Th1 型和 Th2 型的代表因子,其分泌
水平可一定程度上反映机体的免疫状态。本研究
采用酶联免疫(ELISA)和实时荧光定量 PCR(real
time-PCR)方法检测头花蓼治疗前后 H. pylori 胃炎
大鼠血清 IFN-γ、IL-4 的含量及胃黏膜 IFN-γ、IL-4
mRNA相对表达水平,旨在探讨头花蓼改善 H. py-
lori感染相关性胃炎的免疫调节作用机制。
1 材料与方法
1. 1 材料、试剂与仪器
头花蓼浸膏粉(批号 141196),由浙江众益有
限有限责任公司提供。H. pylori 驯化株 SS200 由
中国疾病控制中心传染病所张建中教授惠赠,保存
于贵州医科大学医学检验学院临床检验教研室。
SPF级 SD大鼠 30 只,周龄 6 ~ 8 周,体质量 150 ~
180 g,购自第三军医大学实验动物中心,合格证号
SYXK(渝)2012 - 0001,实验获得贵州医科大学伦
理委员会批准。试剂有哥伦比亚血琼脂粉(购自
Oxoid),脑心浸液琼脂(购自 Oxoid),无菌脱纤维
羊血(购自南京便诊生物科技有限公司),ELISA
试剂盒(购自 ebioscience),RNA 提取试剂盒(购自
Omega),RNA 逆转录试剂盒(购自 Takara),real
time-PCR试剂盒(购自 Takara)。主要仪器有酶标
仪(BIO-xMark生产),三气培养箱(Thermo 生产),
荧光定量 PCR仪(购自德国 ROCHE)。
1. 2 方法
1. 2. 1 H. pylori培养和菌液制备 H. pylori 培养:
H. pylori复苏后稳定传代 3 次,取长势良好菌苔接
种于哥伦比亚血琼脂平板,置微需氧环境(85%
N2,10%CO2,5%O2)培养 48 h。菌悬液制备:无菌
接种环从哥伦比亚血琼脂平板上收集 H. pylori 菌
落,以预冷的无菌脑心浸液肉汤制成混悬液,
3 000 g,4 ℃离心 3 min后,弃上清液,洗涤 3 次,采
用比浊法调整菌悬液浓度为 1 × 1012 cfu /L,预冷,
备用。
1. 2. 2 H. pylori感染相关性胃炎大鼠模型 30 只
SPF级 SD大鼠随机分为空白组、模型组和头花蓼
组,每组 10 只;参照文献[5 - 6],大鼠适应性饲养
1 周后,禁食禁水 12 h,模型组和头花蓼组采用
1. 0 mL /只的消炎痛药液(1g /L)预处理 6 h 后用
H. pylori悬液 1. 5 mL /只隔天灌胃,连续 5 次;空白
组以等量的无菌脑心浸液肉汤代替。灌胃 8 周后,
每组随机取 3 只大鼠处死,留取胃窦黏膜组织用于
H. pylori相关性胃炎模型鉴定。
1. 2. 3 H. pylori 相关性胃炎模型鉴定 H. pylori
感染的鉴定:采用快速尿素酶实验、组织切片 Gi-
emsa染色以及细菌培养检测 H. pylori,3 项实验中
至少 2 项阳性判断为 H. pylori感染。H. pylori相关
性胃炎评价:取胃窦黏膜组织用 4%中性甲醛固
定,常规 HE 染色,病理医生双盲阅片,行胃黏膜慢
性炎症评分。SD大鼠胃黏膜有 H. pylori 定植且出
现慢性炎症病理学改变,判断为造模成功。
1. 2. 4 头花蓼干预治疗 成功建模后,头花蓼组
参照文献[7 - 8]的头花蓼临床[3. 49 g 生药 /(kg
·d)]3 倍剂量作为治疗 H. pylori 感染 SD 大鼠的
给药剂量进行灌胃处理,连续 14 d(1 次 /d),空白
组和模型组给予等量的无菌生理盐水。治疗结束
后 4 周处死所有大鼠,留取大鼠胃窦黏膜组织和静
脉血,用于后续研究。
1. 2. 5 血清 FN-γ和 IL-4 含量 取各组大鼠血清
200 μL,采用 ELISA 法检测血清 IFN-γ 和 IL-4 含
量,具体操作按 ELISA试剂盒说明书进行。
1. 2. 6 胃黏膜组织 IFN-γ、IL-4 mRNA 表达 采
用 real time-PCR 法,用 Omega 试剂盒提取胃窦黏
膜组织的 RNA,逆转录为 cDNA。采用 SYBR Ⅱ
进行 real time-PCR,引物由上海生物工程技术服务
公司合成,引物信息见表 1。PCR 反应条件:95 ℃
30 s,95 ℃ 5 s、60 ℃ 20 s,40 个循环。采集 IFN-γ、
IL-4、β-actin内参照基因各循环荧光信号,用 EX-
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贵 州 医 科 大 学 学 报 41 卷
CEL软件计算 Ct 值、ΔΔCt 值及相对表达值 RQ,
ΔCT = CT目的基因 - CT内参基因,ΔΔCT = ΔCT给药组 -
ΔCT模型组,IFN-γ、IL-4 的 RQ以 2
- ΔΔCT表示。
表 1 PCR引物信息、基因序列号及产物大小
Tab. 1 Primers sequence of each gene
基因 引物序列(5 to 3) 基因序列号 产物(bp)
β-actin F GAGACCTTCAACACCCCAGC
NM_031144. 3 144
R ATGTCACGCACGATTTCCC
IFN-γ F CGAGGTGAACAACCCACAG
NM_138880. 2 104
R GACTCCTTTTCCGCTTCCTT
IL-4 F AACAAGGAACACCACGGAGA
NM_201270. 1 116
R CACCGAGAACCCCAGACTT
1. 3 统计学分析
数据使用 SPSS 18. 0 进行分析,计量资料采用
均数 ±标准差(x ± s)表示,组间差异行两独立样本
t检验,P < 0. 05 为差异具有统计学意义。
2 结果
2. 1 H. pylori相关性胃炎模型
H. pylori感染 8 周后,模型组大鼠胃黏膜快速
尿素酶实验阳性,Giemsa 染色见胃窦腺腔内分布
有细小、弯曲的短杆菌,微需氧培养见细小、湿润、
透明的针尖样菌落,菌落经尿素酶、触酶和氧化酶
实验证实为 H. pylori,H. pylori感染率为 100%;HE
染色结果显示模型组大鼠胃黏膜破损、糜烂,腺体
肿胀,黏膜下层有大量淋巴细胞浸润,甚至形成
淋巴肉芽肿,呈现相关性胃炎病理形态改变(图
1)。说明成功构建 H. pylori感染相关性胃炎动物
模型。
2. 2 大鼠胃黏膜组织的 HE染色及病理评分
HE 染色结果显示,空白组大鼠胃黏膜完整,
腺体规则,黏膜下层偶见淋巴细胞浸润;模型组大
鼠胃黏膜破损、糜烂,腺体肿胀,黏膜下层有大量淋
巴细胞浸润;经头花蓼治疗后,大鼠胃黏膜损伤得
到一定程度的修复,黏膜比较完整,腺体比较规则,
黏膜下层散在少量淋巴细胞浸润,炎症有所改善;
与空白组病理评分比较,模型组显著升高,差异有
统计学意义(P < 0. 05),与模型组比较,头花蓼组
显著降低,差异有统计学意义(P < 0. 05)。见图 1,
表 2。
注:A 为空白组,B为模型组,C为头花蓼组;箭头为胃黏膜腺体肿胀
图 1 SD大鼠胃黏膜组织的病理学变化(HE,× 400)
Fig. 1 The pathological change of gastric mucosa of SD rats
表 2 3 组大鼠胃黏膜病理评分(x ± s)
Tab. 2 Histological score of the gastric
mucosa in 3 groups
组别 病理评分(分)
空白组 0. 55 ± 0. 37
模型组 2. 59 + 0. 59(1)
头花蓼组 1. 73 ± 0. 40(1)(2)
(1)与空白组比较,P < 0. 05;(2)与模型组比较,P < 0. 05
2. 3 血清 FN-γ和 IL-4 含量
H. pylori感染后,模型组大鼠血清 IFN-γ 含量
明显高于空白组,差异有统计学意义(P < 0. 05);
经头花蓼治疗后,IFN-γ含量明显降低(P < 0. 05)。
H. pylori感染后,模型组大鼠血清 IL-4 含量虽较空
白组降低,但差异无统计学意义(P > 0. 05);经头
花蓼治疗后,血清 IL-4 含量虽有所升高,但与模型
组比较,差异也无统计学意义(P > 0. 05)。见图 2。
2. 4 胃黏膜组织 IFN-γ和 IL-4 mRNA表达
与空白组比较,模型组大鼠胃黏膜 IFN-γ mR-
NA相对表达量升高,IL-4 mRNA相对表达量降低,
差异有统计学意义(P < 0. 05),经头花蓼治疗后,
与模型组比较,大鼠胃黏膜 IFN-γ mRNA的相对表
达量下降,差异有统计学意义(P < 0. 05);IL-4
mRNA的相对表达量虽有所升高,但差异无统计学
意义(P > 0. 05)。见图 3。
9301
9 期 冯海潮等 头花蓼对幽门螺杆菌胃炎大鼠血清干扰素-γ和白细胞介素-4 含量的影响
注:A为 FN-γ,B为 IL-4;(1)与空白组比较,P < 0. 05;(2)与模型组比较,P < 0. 05
图 2 大鼠血清 FN-γ和 IL-4 含量
Fig. 2 Cytokine levels in serum of rats
注:(1)与空白组比较,P < 0. 05;(2)与模型组比较,P < 0. 05
图 3 3 组大鼠胃黏膜组织中 IFN-γ、
IL-4 mRNA相对表达量比较
Fig. 3 mRNA levels of IFN-γ and IL-4 of rat
gastric mucosa in the three groups
3 讨论
H. pylori感染是引起胃炎、胃及十二指肠溃疡
乃至胃癌的独立危险因素。随着广谱抗生素的广
泛应用,使得 H. pylori 耐药株不断增加,研发高效
及高选择性的抗 H. pylori 药物已成为趋势。有研
究报道,中药或中西医结合用药可提高 H. pylori根
除率,改善胃黏膜炎症或抑制消化性溃疡,从现代
医学角度分析有功效的中药抑制 H. pylori 感染的
作用机制[9]。中药抑制 H. pylori 相关性胃炎的可
能机制为抑制其毒力因子的表达、调节感染所致的
免疫失衡、纠正胃肠激素分泌紊乱、干扰信号通路
转导等。本研究采用头花蓼治疗 H. pylori 感染 SD
大鼠胃炎模型,对头花蓼的可能作用机制进行初步
分析。辅助性 T 细胞Ⅰ型和Ⅱ型(Th1、Th2)在人
体的免疫中起着重要作用。Th1 主要执行因子是
IFN-γ和 IL-2,而 Th2 主要执行因子是 IL-4、IL-10
等,二者通过分泌不同的细胞因子,彼此交叉调节,
相互抑制,共同维持 Th1 /Th2 平衡。H. pylori 感染
后,其抗原持续刺激引起机体局部或整体发生免疫
反应。人体和动物实验均证实 H. pylori 感染后胃
黏膜发生以 Th1 型为主的免疫反应,Th1 型细胞因
子分泌增多,而 Th2 型细胞因子 IL-4、IL-10 很少或
缺乏[10]。但机体在抵御外来抗原与限制自身组织
损伤的过程中同时存在 Th1、Th2 反应与炎症反应
自我平衡的过程,两种免疫反应相互制约,此起彼
伏,其结果决定疾病的结局[11]。
本研究中,H. pylori感染后,大鼠胃黏膜 IFN-γ
mRNA表达量增高,血清 IFN-γ 水平上升,而胃黏
膜 IL-4 mRNA 表达明显降低,血清 IL-4 水平无明
显改变,胃黏膜呈现慢性炎症损伤。表明 H. pylori
感染后,发生了 Th1 偏移,Th2 应答受到抑制,Th1
应答分泌的大量 IFN-γ,增强了局部各种炎症细胞
如巨噬细胞、中性粒细胞的活性,刺激释放炎症介
质、细胞因子、活性氧簇和活性单簇,引起胃上皮损
伤,同时因 IFN-γ与 IL-4 存在相互限制的关系,主
要针对胞外感染的 Th2 应答受到抑制,H. pylori 不
能有效的被清除,细菌长期持续感染,胃黏膜损伤
难以得到修复。另外,有研究报道 H. pylori 感染早
期 Th1 应答占优势地位产生过量 IFN-γ,增强各类
炎症细胞活性,造成胃黏膜上皮细胞的损伤;而关
于 H. pylori感染后 Th2 应答出现较晚,说明 Th2 应
答在 H. pylori感染早期发挥作用甚微[12]。本研究
中大鼠血清 Th2 型细胞因子在 H. pylori 感染后或
经治疗后,其水平变化轻微,支持以上观点。经头
花蓼治疗后,IFN-γ mRNA表达量降低,血清 IFN-γ
水平降低,IL-4 mRNA 及血清 IL-4 含量有所升高,
提示头花蓼在促进 T 细胞向 Th2 细胞分化方面起
重要作用,能抑制 IFN-γ水平并下调 Th1 型免疫反
应,从而减轻由 H. pylori感染所致的炎症反应。同
时下调 Th2 应答的因素减弱,有利于炎症的恢复。
总之,本研究发现头花蓼可减轻大鼠胃黏膜炎
0401
贵 州 医 科 大 学 学 报 41 卷
症反应,其机制与降低 IFN-γ 等致炎因子水平,抑
制 H. pylori感染所致 Th1 /Th2 失衡,从而减轻黏膜
炎症有关。然而参与 Th1 /Th2 免疫调节网络的细
胞因子众多,彼此之间相互联系,关系错综复杂,关
于头花蓼经何种途径调节 Th1 /Th2 的失衡作用机
制仍不明确,还有待进一步研究证实。
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(2016-04-28 收稿,2016-08-12 修回)
中文编辑:吴昌学;英文编辑:赵


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(2016-04-29 收稿,2016-08-08 修回)
中文编辑:周 凌;英文编辑:刘 华
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9 期 冯海潮等 头花蓼对幽门螺杆菌胃炎大鼠血清干扰素-γ和白细胞介素-4 含量的影响