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山苍子根煎剂对CIA大鼠血清TNF-α;IL-1 β水平影响



全 文 :Chin J Hemorh.2008;18(3)328
山苍子根煎剂对CIA大鼠血清TNF-α,IL-1β水平影响
张佩蓉,狄洪震
(苏州大学附属第三医院,常州市第一人民医院风湿免疫科,江苏常州 213003)
摘要:目的 观察山苍子根对CIA大鼠关节炎指数、血清TNF-α,IL-1β水平的影响,探讨其对类风湿关节炎可
能的疗效机制。方法 用鸡Ⅱ型胶原蛋白诱导CIA大鼠模型,记录各组大鼠的关节炎指数(AI);ELISA检测血清TNF-α及
IL-1β水平。结果 造模大鼠68.2%出现关节炎症状(雄鼠52.7%,雌鼠83.6%);给药24d后,山苍子根中、高剂量组AI
较模型对照组明显降低(P<0.01);模型对照组、雷公藤多甙组、强的松组、山苍子根各组血清TNF-α及IL-1β水平较正
常对照明显增高(P均<0.01);与模型对照组比较雷公藤多甙组、强的松组、山苍子根各组血清TNF-α及IL-1β水平明显
下降(P均<0.01),且IL-1β下降水平随山苍子根剂量的增加而增加。结论 山苍子根可缓解CIA 大鼠关节肿胀,抑制CIA
大鼠血清TNF-α及IL-1β水平,且随山苍子根剂量的增加其下调血清IL-1β水平的作用亦随之增加。山苍子根治疗RA的
机制可能与其下调血清TNF-α和IL-1β水平有关。
关键词:山苍子根;胶原诱导性关节炎;肿瘤坏死因子-α;白介素-1β
中图法分类号:R593.22 文献标识码:A 文章编号:1009-881X(2008)03-0328-04
Effect of Litsea cubeba Root Decoction on the Serum Levels of TNF-α ,IL-1β
in Rats with Collagen Ⅱ -induced Arthritis(CIA)
ZHANG Pei-rong,DI Hong-zhen
(Department of Rheumatology & Immunology,Changzhou No.1 Hospital,Changzhou 213003)
Abstract:Objective To investigate the effect of Litsea cub ba root dec ction on the serum levels of TNF-α,
IL-1βin rats with collagen Ⅱ-induced arthritis(CIA),and explore its related immunological mechanisms.M thod
The rat experimented arthritis model was established by subcutaneous injection with collagen Ⅱ from c icken; Rats
were distributed into seven groups randomly:normal control group,model control group,Tripterygium glyc sides
group,prednisone group,low-,middle- and high-dosage Litsea cub bagroups;The severity of arthritis was evaluated
by the Arthritis Index;The serum TNF-αand IL-1βlevels were detected with ELISA.Result The incidence of
arthritis in CIA was approximately 68.2%(male ats 52.7%,fe l rats 83.6%);After 24 days drug administering,the
Arthritis Index of middle- and high-dosage Litsea cubebagroups were notably lower than those of model control
group(P<0.01);The serum TNF-αand IL-1βlevels of the model group,Tript rygium glycosides group, pr d-
nisone group,Litsea cubebaroot groups were notably higher than those of the normal group(P<0.001);T e serum
TNF-α and IL-1β levels of the Trip erygium glycosides group, prednisone group,Litsea cubebaroot groups were
notably lower than those of the model control group(P<0.001),and there was a probably dose-dependent relation-
ship between the increasing of dosage of Litsea cubebaroot nd th decreasing of IL-1β levels.Conclusion
Litsea cubeba root decoction can relive the swelling of ankle joint,decrease the Arthritis Index and decrease the
serum TNF-α and IL-1βlevels in CIA;Moreover ,there was a probably dose-dependent relationship between the
increasing of dosage of Litsea cubebaroot and the decreasing of IL-1βlevels;The mechanism of curative effect of
收稿日期:2008-08-10 作者简介:张佩蓉(1979-),女,青海人,硕士,研究方向:风湿免疫。
中国血液流变学杂志.2008;18(3) 329
类风湿性关节炎是机体对自身滑膜发生免疫反
应的疾病,以慢性进行性关节损害为特点。目前多
数学者认为RA的启动是通过提呈至今未明的抗原或
自身抗原给CD4 + 淋巴细胞,两者相互作用从而激
活了淋巴细胞。活化的淋巴细胞刺激单核/ 巨噬细
胞释放单核因子, 特别是IL1和 TNF-α。这些单
核因子是主要的前炎症细胞因子(proinflammatory
factor),对关节实质细胞和内皮细胞具有广泛的作
用,在形成RA 炎症、新生血管生成和骨质破坏中
起着重要的作用[1]。以鸡Ⅱ型胶原诱导的大鼠胶原
诱导性关节炎(collagen induced arthritis,CIA)模型与
R A具有病理学、免疫学及遗传学等多方面相同
点,是一种比较理想的人类RA动物模型[2]。本研
究采用鸡Ⅱ型胶原诱导性大鼠关节炎模型,用不同
剂量山苍子根水煎剂灌胃进行干预,以雷公藤多甙
及强的松作为阳性对照,观察山苍子根各剂量对
CIA大鼠的关节炎指数,血清TNF-α及IL-1β水
平的影响,探讨其潜在的疗效机制,为其在临床的
应用提供实验依据。
1 材料和方法
1.1实验材料
1.1.1实验动物:85只SD大鼠,雌雄各半,体重
120~140g,昆明医学院动物实验中心提供,动物质
量合格证号:滇实动物第2005004号。
1.1.2 主要试剂:山苍子根(采集于云南);雷公藤多
甙片(批号 20040402);强的松片(批号:050305);
鸡Ⅱ型胶原蛋白(Sigma公司,C-9301);不完全福
氏佐剂,IL-1β试剂盒;TNF-α检测试剂盒。
1.1.3 实验仪器与设备:酶标仪,AVI型电热恒温水
浴箱,电子天平,METTLER AE240型800型离心机。
1.2 实验方法
1.2.1动物造模分组:所有动物适应性饲养2周后,
先将85只SD大鼠随机分成2组:正常组10只,造
模组75只。用0.1mol冰醋酸溶解Ⅱ型胶原蛋白(2mg/
ml,4℃),振摇过夜,再与等量的IFA(不完全弗
氏佐剂)混合,于冰浴中充分乳化,于建立模型组
大鼠尾根部(1~2cm处)皮下多点注射Ⅱ型胶原蛋
白0.2mg,21d后按上述方法和剂量再次加强免
疫。造模14d后将诱发成功的CIA大鼠(关节炎指数
≥2者)再次随机分为6组:即模型对照组(n=10);
雷公藤多甙组(n=9),强的松组(n=8)和山苍子根低
剂量组(n=8),中剂量组(n=8)及高剂量组(n=8)。
1.2.2 给药方法:造模14d随机分组后灌胃给药。正
常组自由饮水,模型组予生理盐水10mL/kg·d,
山苍子根低剂量组每只用药相当于人30g/d,中剂
量组相当于人90g/d,高剂量组相当于人270g/d,雷
公藤组相当于人1.5mg/kg·d,强的松组相当于人
30mg/d。灌胃量为10ml/kg·d,每天一次,连灌
30d。
1.2.3 观察项目及检测方法:
1.2.3.1关节炎症状评分:采用关节炎指数积分法评
定,致炎后第14d开始观察并记录关节病变程度,
每4天1次。关节病变按5级评分法评价。标准如
下:0分:无红肿;1分:小趾关节红肿;2分:
趾关节和足跖肿胀;3分:踝关节以下的足爪肿
胀;4分:包括踝关节在内的全部足爪肿胀。把
各个关节的累积计分加起来,即为每只大鼠的关节
炎指数。关节炎指数积分越高,关节症状越严重。
1.2.3.2大鼠血清TNF-α及IL-1β水平检测: 给药
30d后,股动脉采血,提取分离上清,ELISA方法
检测CIA大鼠血清TNF-α、IL-1β的水平。
1.2.4 统计学处理:采用SPSS 11.0统计软件进行处
理,多组的比较用单因素方差分析,组间比较用q
检验,显著性水准α=0.05。
2 结果
2.1 发病情况 CIA大鼠踝关节和趾关节均发病,呈
对称性,后肢先发病。初次免疫后第10d可见部分
大鼠出现关节红肿瘀斑及轻度肿胀,第14d踝趾关
节红肿逐渐加重,部分关节表面皮肤发亮充血。于
第21d再次免疫动物后各组大鼠关节炎症状继续加
重,至30d达到高峰,与文献报道一致 。部分大
鼠可见行走困难,关节活动障碍。第38d各治疗组
部分大鼠关节红肿逐渐减轻,而模型组关节红肿无
改善。正常对照组关节无红肿变化。75只大鼠中
51只(雌性31只,雄性20只)出现关节炎症状,且
雌性的关节炎指数较雄性为高,与报道一致[3]。以
出现对称性趾间关节发红、肿胀(关节炎指数≥2)
为标准,诱发成功率为68.2%(雄鼠52.7%,雌鼠
83.6%)。
2.2 各组大鼠关节炎指数积分与给药时间关系(图1,表1)
Litsea cubebaon rheumatoid arthritis have concerned with decreasing the serum TNF-α and IL-1βlevels.
Key Words:Lit ea cubebaroot;collagen induced arthritis;tumor necrosis factor-α;in erle kin-1β
Chin J Hemorh.2008;18(3)330
表1 各组大鼠AI 比较(x±s)
组别 造模14d 造模18d 造模22d 造模26d 造模30d 造模34d 造模38d 造模42d
(给药0d) (给药4d) (给药8d) (给药12d) (给药16d) (给药20d) (给药24d) (给药28d)
模型对照组 4.10± .44 5.10±1.45 5.90±1.29 6.30±1.42 7.70±1.41 7.00±1.15 6.60± .97 6.10±0.99
雷公藤组 4.00±1 85 4.56±1. 2 5.78±1.48 5.78±1.30 6.22±1.20 6.11±1.17 5.22± .09# 4.67±1.35#
强的松组 4.00±1.41 4.63±1.69 4.63±1.30 4.88±1.13 5.13±1.36## 4.88±0.99## 3.88±0.99## 3.63±1.06##
山苍子根
低剂量组 4.25±1.48 5.38±1.69 6.13±1.72 5.63±1.69 6.13±1.89 5.63±1.92 5.25±1.98 4.88±1.64
山苍子根
中剂量组 4.00±1.51 4.38±1.59 5.88±2.17 6.25±2.12 6.5±2.45 5.88±2.03 4.75±1.91## 4.50±1.69##
山苍子根
高剂量组 4.38±1.51 5.13±1. 5 5.50±1.31 5.88±1.55 6.25±1.75 5.63±1.77 4.38±1. 1## .63±1.19##
与模型组比较,# P<0.05, ##P<0.01
表2 各组大鼠血清TNF-α,IL-1β水平水平的比较(x±s)
组别 n TNF-α(ng/L) IL-1β(ng/L)
正常对照组 10 31.88±9.89## 2. 0±0.17##
模型对照组 10 85.88±16.31** 9.75±2.39**
雷公藤组 9 61.50±5.29**## 2.70±0.30##
强的松组 8 60.63±9.12**## 3.33±0.78##
山苍子根低剂量组 8 65.13±18.88**## 4.30±1.37**##
山苍子根中剂量组 8 61.38±10.82**## 4.00±0.73*##
山苍子根高剂量组 8 63.25±15.26**## 3.74±1.22##
与正常组比较,*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较,#P<0.05,##P<0.01
2.3 山苍子根对CIA大鼠血清TNF-α及IL-1β水
3 讨论
3.1 疗效分析
山苍子系樟科木姜子属植物,又名山鸡椒、毕
澄茄。据《全国中草药汇编》记载:“山苍子性味
辛微苦温,有祛风散寒、理气止痛功能。” 山苍
子的根主治“风湿痹痛,四肢麻木,腰腿痛,跌
打损伤,感冒头痛,胃痛。”基础实验证明山苍
子根对大鼠佐剂性足肿胀及琼脂肉芽肿有明显的抑
制作用[3]。张立亭等的研究表明山苍子根单方治疗
RA对晨僵时间、关节疼痛数、关节疼痛程度、关
节活动功能有明显的缓解改善作用,同时对患者的
血沉、类风湿因子、C反应蛋白等疾病活动指标的
增高有不同程度的抑制作用[3,4];本实验结果表明,
平的影响 (表2)
中国血液流变学杂志.2008;18(3) 331
山苍子根中、高剂量组于给药24d即缓解CIA 大鼠
的关节肿胀,降低其AI,其作用与强的松及雷公
藤组比较无差异显著性(P>0.05)。而低剂量组无此
效应,表明山苍子根对CIA大鼠关节肿胀的抑制可
能存在一定的剂量依赖关系。本实验中强的松组于
用药16d AI呈显著性降低,表明激素确能早期缓解
关节炎症状。
3.2 山苍子根对CIA大鼠治疗作用的机理探讨
类风湿性关节炎(RA)是以慢性对称性多关节炎
为主要表现的一种全身性自身免疫病,以滑膜炎为
病理基础。目前认为细胞因子、Th1/Th2细胞平
衡、细胞调亡、性激素、原癌基因等在R A的发
病中起重要作用。在对众多细胞因子的研究中,人
们已证实IL-1、TNF-α在类风湿性关节炎进展中起
决定性作用。TNF包括TNF-α和TNF-β。TNF-
α主要由单核巨噬细胞产生,具有多种生物效应,
与RA的发生密切相关。在培养的RA来源的滑膜细
胞中,用抗体封闭TNF-α可下调IL-1,IL-6,IL-
8的产生[5],可见,TNF-α在RA的细胞因子网络
中起中心作用。已证实RA 病人血液和滑液中存在
大量TNF-α,滑膜组织中巨噬细胞和内皮细胞能
表达抗原性TNF-α,而且血清和滑液中TNF-α水
平与临床RA 病情相关。动物实验表明,小鼠转入
TNF-α基因,可持续表达TNF-α,自发产生类
似RA 的关节炎,抗TNF-αmAb 能减轻TNF-α
转基因小鼠以及胶原诱导的关节炎模型小鼠的炎症[6]。
IL-1 分为IL-1α和IL-1β,主要由巨噬细胞分
泌,内皮细胞和淋巴细胞也能产生。IL-1能诱导一
系列全身的炎症反应,包括引起发热和诱发消瘦、
合成急性期蛋白等。在RA中,IL-1 是最强的骨吸
收剂,尤其局部IL-1的水平抑制软骨修复的作用与
TNF-α协同增强且较TNF-α更为重要[7];IL-1可
通过上调核因子NF-κB配体的受体激活剂活性,直
接增强破骨细胞骨侵蚀吸收能力,导致骨的破坏,
同时抑制Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的合成,抑制软骨细
胞的修复重建,最终引起关节软骨、骨的损伤[8];
IL-1也可作用于成骨细胞,诱导NF-κB配基的受
体激活剂(RANKL)的表达,RANKL又称为破骨细胞
分化因子(ODF),它可刺激破骨细胞前体分化为成
熟的破骨细胞,并进一步使其活化,加速骨侵蚀
[9];IL-1诱导COX-2、PLA2、iNOS的生成,其
相应产物PG2、PAF、NO合成增加,导致滑膜炎
性肿胀,血小板的聚集、活化,释放炎性介质及
趋化因子而导致微血管的炎症、微血栓形成,炎性
细胞的浸润;在兔关节炎模型中,利用腺病毒载体
转导可溶性IL-1受体进入膝关节,可显著减少关节
腔内基质软骨破坏和白细胞浸润[10]。
本实验发现,造模后,大鼠血清IL-1β和
TNF-α水平明显升高, 提示这两种细胞因子在RA
的病理过程中扮演了关键角色, 与以往研究相符。
山苍子根各组血清TNF-α和IL-1β水平较模型对
照组明显下降,且随山苍子根剂量的增加其下调血
清IL-1β水平的作用亦随之增加。山苍子根中、高
剂量组CIA 大鼠AI亦较模型对照组下降,提示山苍
子根可能通过降低血清TNF-α和IL-1β水平,调
节全身免疫功能, 阻断炎症反应的核心环节从而打断
细胞因子的“瀑布效应”,减轻关节炎症而达到治疗
效果。
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