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Relationship of tetramethylpyrazine on expression of vascular endothelial growth factor and development of adjuvant-induced arthritis in rats

川芎嗪调控血管内皮生长因子与抗大鼠佐剂性关节炎的相关性研究



全 文 :川芎嗪调控血管内皮生长因子与抗大鼠
佐剂性关节炎的相关性研究
马强1,陈刚2,张继芬1,冯彬彬1,徐晓玉1
(1.西南大学 药学院 中药学院,重庆 400715;
2.重庆工商大学 药物化学与化学生物学研究中心,重庆 400067)
[摘要] 目的:探讨川芎嗪是否可通过调节血管内皮生长因子(VEGF)表达而影响大鼠实验性关节炎的发展。方法:建
立大鼠佐剂性关节炎(AIA)模型,灌胃给药川芎嗪,检测大鼠足垫厚度的变化,免疫组化 SP法染色 CD34检测滑膜微血管密
度(MVD),放射免疫法分析大鼠血清中肿瘤坏死因子(TNFα)的含量,Westernblot分析滑膜组织 VEGF的表达。结果:与模
型组相比较,100mg·kg-1川芎嗪组大鼠足垫厚度显著减小,血清中TNFα的含量和滑膜组织VEGF的表达均明显降低。结
论:川芎嗪抑制大鼠佐剂性关节炎的发展与抑制病变关节滑膜VEGF的表达密切相关。
[关键词] 川芎嗪;血管内皮生长因子;佐剂性关节炎
[收稿日期] 20090512
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30070915)
[通信作者] 徐晓玉,中药药理学教授、博士生导师,Email:
xxy0618@sina.com
[作者简介] 马强,从事中药药理研究,Email:maqiang860107@
126.com
  类风湿关节炎(rheumatoidarthritis,RA)主要病
理变化为关节滑膜组织异常增生形成血管翳,侵蚀
破坏骨关节,导致关节强直、畸形、功能丧失,直至终
身残疾。血管生成是产生和维持RA血管翳的主要
标志[1]。VEGF是到目前为止所发现的最强有力的
促血管生成因子,可促进血管内皮细胞增殖与迁移,
提高血管通透性,促进 RA血管翳的形成[2]。川芎
嗪(tetramethylpyrazine,TMP)抗炎作用已有报道[3]。
本研究旨在观察川芎嗪对大鼠佐剂性关节炎症状、
炎症介质产生和 VEGF表达的影响,从抗血管生成
角度阐释川芎嗪的抗炎机制。
1 材料与方法
1.1 动物 雄性Wistar大鼠,共60只,体重160~
180g,购自重庆医科大学实验动物中心,合格证号
SCXK(渝)20020003。
1.2 主要试剂 卡介苗购自北京生物制品研究所,
60mg/支;VEGF,βactin抗体均购自SantaCruze公
司;ECL试剂购自 Milipore公司;SP法免疫组化试
剂盒购自 Zymed公司;TNFα放免试剂盒购自中国
人民解放军总医院科技开发中心放免研究所;磷酸
川芎嗪片购自北京市燕京制药厂,批号030201;甲
氨蝶林片购自上海医药集团有限公司信谊制药厂,
批号070708;其余试剂均为市售分析纯。
1.3 主要仪器 电泳仪、电泳槽、凝胶成像系统
(BioRad);紫外分光光度计(Shimadzu);纯水系统
(Milipore);高速冷冻离心机(Eppendorf);超低温冰
箱(Thermo);光学显微镜(Nikon公司)。
1.4 AIA模型的建立及分组用药 取大鼠60只,
10只为正常组(给生理盐水);将卡介苗80℃水浴
灭活1h,用灭菌的石蜡油配制成10g·L-1弗氏完
全佐剂,每鼠右足垫皮下注射 01mL。造模 14d
后,造模大鼠分为以下5组:模型组(给生理盐水);
1mg·kg-1甲氨蝶呤组;25mg·kg-1川芎嗪组;50
mg·kg-1川芎嗪组;100mg·kg-1川芎嗪组。每组
10只,灌胃给药,每天1次,连续15d,用药完毕后
用游标卡尺测量大鼠足垫厚度。
1.5 放射免疫法检测 用药后第16天,乙醚麻醉
各组大鼠,腹主动脉取血,37℃水浴促凝1h,4℃
过夜,4000r·min-1离心20min,取上清液,-70
℃保存备用。放射免疫法检测血清中 TNFα含量,
操作步骤严格按照试剂盒说明书进行。
1.6 MVD检测 取膝关节滑膜组织,10%中性甲醛
固定,常规脱水包埋,4μm连续切片,抗CD34抗体为
Ⅰ抗,阴性对照用磷酸盐缓冲液(PBS)代替Ⅰ抗,按照
SP试剂盒说明书进行免疫组化染色。滑膜组织MVD
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计算方法[4]:先在低倍镜(×40)下全面观察切片,选
取血管内皮细胞染色清晰、背景对比良好、微血管数
量最密集的视野,在高倍镜(×100)下记录6个视野
内的微血管数,取其平均值作为MVD值。
1.7 Westernblot检测 取大鼠膝关节滑膜,加入
RIPA裂解液(50mmol·L-1TrisHCl(pH76),1%
NP40,05%去氧胆酸钠、01% SDS,1mmol·L-1
PMSF,1mg·L-1Aprotinin,1mg·L-1Leupeptin)充
分匀浆,冰上静置30min,4℃,12000r·min-1离
心10min,取上清,Bradford法检测蛋白浓度,加入
5×上样缓冲液于沸水浴中加热10min,取等量蛋白
进行SDSPAGE电泳,转移蛋白至 PVDF膜,5%脱
脂奶粉封闭后,分别与抗 VEGF及抗 βactin抗体孵
育,再与相应的Ⅱ抗孵育,ECL显影、压片,分析条带
吸光度(A)。试验重复3次,以 VEGF与 βactin条
带比值作为VEGF相对表达量。
1.8 统计学分析 计量资料数据分析以 珋x±s表
示,进行单因素方差分析,以上数据资料分析均由统
计软件包(SPSS130)完成。
2 结果
2.1 对 AIA大鼠足垫厚度的影响 用药15d后,
与模型组大鼠足垫厚度相比较,100mg·kg-1川芎
嗪组、甲氨蝶呤组大鼠足垫厚度均明显减少(分别
为P<005,P<001),50,25mg·kg-1川芎嗪组大
鼠足垫厚度均无显著变化(表1)。
2.2 对AIA大鼠滑膜微血管密度的影响 CD34染
色阳性细胞主要是血管内皮细胞。染色结果显示模
型组滑膜血管丰富,血管数目多而密集。与模型组大
鼠比较,甲氨蝶呤组、100,50mg·kg-1川芎嗪组大鼠
滑膜MVD均明显减少(P<005,P<001),25mg·
kg-1川芎嗪组大鼠滑膜MVD与模型组相比没有显著
性差异(图1,表1)。
a.正常组;b.模型组;c.100mg·kg-1川芎嗪组。
图1 川芎嗪对AIA大鼠滑膜微血管密度的影响(CD34染色,×100)
表1 川芎嗪对AIA大鼠足垫厚度、MVD、血清TNFα、滑膜组织VEGF表达的影响(珋x±s,n=10)
分组
剂量
/mg·kg-1
足垫厚度 MVD TNFα VEGF表达
/cm 抑制率/% /个 抑制率/% /ng·L-1 抑制率/% A 抑制率/%
正常 - 066±003   833±175   063±031   0  
模型 - 131±0161)   23±3351)   218±0301)   108±036
甲氨蝶呤 1 115±0092) 2093 1533±1032) 3335 144±0222) 3395 034±0262) 6852
川芎嗪  25 129±011 262 225±256 217 216±052 091 7106±042 185
50 128±012 393 1833±2073) 2030 215±055 138 086±0333) 2037
100 123±0083) 1048 1717±0982) 2534 181±0253) 1697 043±0312) 6019
  注:与正常组比较1)P<001;与模型组比较2)P<001,3)P<005。
2.3 对AIA大鼠血清TNFα表达的影响 造模14
d后模型组与正常组比较显著升高,P<005)。用
药15d后,与模型组相比较,100mg·kg-1川芎嗪
组、甲氨蝶呤组大鼠血清中的 TNFα含量均显著降
低(P<005,P<001),50,25mg·kg-1川芎嗪组
大鼠血清中TNFα含量则没有显著变化(表1)。
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2.4 对AIA大鼠滑膜组织VEGF表达的影响 正常
大鼠滑膜组织中没有检测到VEGF的表达,而造模14
d后AIA大鼠滑膜组织中VEGF明显高表达,显示造
模成功。用药甲氨蝶呤、100,50mg·kg-1川芎嗪15
d后,AIA病变大鼠滑膜中 VEGF表达均显著降低
(P<005,P<001),25mg·kg-1川芎嗪对 AIA大
鼠滑膜组织中VEGF的表达有降低趋势(表1)。
3 讨论
有关研究已证实血管翳形成在 RA关节侵蚀和
破坏过程中发挥了关键作用,而新生的血管是产生
和维持RA血管翳的主要标志[4]。在 RA发病过程
中,血管生成出现很早,甚至在炎症特异的临床征象
和组织学征象出现以前就产生了。过度的血管生成
为“恶性增殖”的滑膜细胞提供营养物质,同时也使
更多的炎症细胞浸润滑膜,释放炎性介质,促进并维
持了血管翳形成。血管生成伴随着RA的整个病理
过程,并对其病情进展起着重要作用,所以抗病变滑
膜血管生成被公认为是一种治疗RA的有效手段。
VEGF被认为是血管生成中最重要的因子之
一。VEGF与其受体特异性结合后可促进血管内皮
细胞增殖和分裂,并提高血管通透性,维持血管生
成[2]。有研究显示,RA患者血清、滑液中 VEGF蛋
白水平以及滑膜组织VEGFmRNA表达水平均显著
高于其他类型关节炎,而且 VEGF表达量与疾病严
重程度呈明显正相关[5]。研究表明,成纤维样与巨
噬样滑膜细胞、单核巨噬细胞是 RA病变过程中
VEGF的主要细胞来源。RA病变中 VEGF的表达
受多种因素调控。以往对滑膜组织中VEGF的产生
主要归因于关节腔缺氧[6],近年的研究揭示,炎症
细胞因子在滑膜组织VEGF产生中同样扮演了重要
角色。RA发病过程中伴随着多种炎性因子的表
达,这些炎性因子形成复杂的网络,相互作用与影
响,最后均直接或间接调控 VEGF的表达,从而促进
炎症的发展和滑膜血管翳的形成[7]。TNFα已被公
认为是促进 RA炎症发展的关键细胞因子之一。
TNFα可明显上调巨噬细胞、滑膜成纤维样细胞
VEGF的表达,而且对缺氧刺激引起的 VEGF表达
上调具有显著的促进作用[8]。因此,抑制滑膜组织
VEGF的生成将可能成为治疗 RA的一种新的有效
手段。
本课题组以往研究发现,川芎嗪可抑制小鼠
Lewis肺癌生长与肺癌组织 VEGF的表达[9]。本研
究发现,100mg·kg-1川芎嗪可以减轻 AIA大鼠足
肿胀,并降低血清中 TNFα的含量,提示川芎嗪可
能通过抑制炎性介质的产生而拮抗大鼠 AIA的发
展。进一步研究发现,100,50mg·kg-1川芎嗪均可
明显降低 AIA大鼠病变滑膜 MVD和 VEGF的表
达,这一结果表明抗血管生成很可能是川芎嗪抗大
鼠AIA的重要机制。
综上所述,本研究发现川芎嗪对佐剂性关节炎
的发展有明显的抑制作用,其机制与抑制滑膜组织
VEGF的产生,从而抑制滑膜血管生成密切相关。
本研究为临床应用川芎嗪治疗 RA提供了理论基
础,也为开发新的抗RA药物提供了依据。
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Relationshipoftetramethylpyrazineonexpressionofvascularendothelial
growthfactoranddevelopmentofadjuvantinducedarthritisinrats
MAQiang1,CHENGang2,ZHANGJifen1,FENGBinbin1,XUXiaoyu1
(1.ColegeofPharmaceuticalSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;
2.ResearchCenterofMedicalChemistryandChemicalBiology,ChongqingTechnologyandBusinesUniversity,
Chongqing400067,China)
[Abstract] Objective:Toexploretheefectoftetramethylpyrazine(TMP)ontheexpressionofvascularendothelialgrowthfac
tor(VEGF)inthesynoviumofadjuvantinducedarthritis(AIA)inrats.Method:AIAratsweretreatedwithdiferentdosesofTMP.
Theefectsoftreatmentweremonitoredbyfootpadthickness,contentsoftumornecrosisfactorα(TNFα)inserum,microvesselden
sity(MVD)andtheexpressionofVEGFproteininthesynovium.Result:Comparedwitharthritismodel,100mg·kg-1TMPcould
remarkablyreducethefootpadthickness,contentsofTNFαinserumandtheexpressionofVEGFinthesynovium.Conclusion:TMP
canatenuatethedegreeofchronicinflammationinAIArats,anditsmechanismmightbeassociatedwithinhibitingtheexpressionof
VEGF.
[Keywords] tetramethylpyrazine;vascularendothelialgrowthfactor;adjuvantinducedarthritis
[责任编辑 古云侠]
《中国中药杂志》被国内外数据库收录情况和引证数据
1 国外数据库收录
美国SciFinder数据库:进入医学索引MEDLINE;进入《化学文摘》(CA);荷兰 Elsevier公司 Scopus数据
库;《国际药学文摘》(IPA);《毒物学文摘》(ToxFile);俄罗斯《文摘杂志》(AJ);波兰《哥白尼索引》(IC);
WHO西太平洋地区医学索引(WPRIM)。
2 国内数据库收录
“中国科学引文数据库”来源期刊;“中国学术期刊综合评价数据库”来源期刊;中国自然科学核心期刊;
中国中文核心期刊;中国科技核心期刊;《中国学术期刊文摘》中、英文版。
3 主要引证数据或数据库统计结果
《中国中药杂志》在中国知网(CNKI)的2008年下载量为31万,国内外用户达到2000余家。
据中国科学技术信息研究所分析研究中心发布的中国科技期刊核心版引证报告(2007):影响因子为
0.693,总被引频次3937,基金论文比0.53,被引半衰期5.68;扩展版:影响因子1.052;引文频次6853。
据中国学术期刊综合引证报告(2008版):影响因子为1.056,总被引频次6828,5年影响因子1.304。
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