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玉屏风颗粒对变应性鼻炎大鼠Th17/Treg 平衡及相关细胞因子的影响

2020-10-14许江涛劳梓钊张丽娟廖小红吴依娜李得堂

中成药 2020年9期
关键词:屏风中医药大学批号

许江涛 ,劳梓钊,张丽娟,廖小红,阎 雪,吴依娜,李得堂*

(1.广州中医药大学,广东 广州 510405;2.广州中医药大学附属中山医院,广东 中山 528400;3.广州中医药大学第一附属医院,广东 广州 510405)

变应性鼻炎(Allergic Rhinitis,AR)为机体由变应原所引起的由免疫球蛋白E 介导的过敏性疾病。近十年来,发病率呈明显上升的趋势[1],疾病发展到后期,较多患者往往会诱发为过敏性哮喘。目前AR 的发病机制尚未完全明确,以往研究显示,AR 的发病机制主要是由Th1/Th2 免疫的失衡所引起[2],随着深入研究发现,AR 的发病过程中还涉及到Th17/Treg 细胞之间的失衡[3]

AR 属于中医学“鼻鼽”范畴,临床常分为肺气虚型、脾气虚型等,其中肺气虚型较为常见,肺气虚,卫表不固,外邪乘虚而入所致。故临床上常用经方玉屏风散为基础治疗AR,显示出较好的临床疗效。玉屏风散出自《丹溪心法》,是益气固表的经典名方。为深入探讨玉屏风对AR 大鼠Th17/Treg平衡及相关细胞因子的调控作用,本课题组采用卵清蛋白(OVA)诱导建立AR 大鼠模型,观察玉屏风对AR 大鼠Th17/Treg 平衡及相关细胞因子的影响,进一步研究玉屏风治疗AR 的作用机制。

1 材料

1.1 动物 40 只SPF 级SD 大鼠,雌雄各半,体质量180~220 g,购自广州中医药大学实验动物中心[许可证号SXCK(粤)2018-0034]。实验于广州中医药大学的ABSL-2 实验室饲养[实验室备案书编号为粤广动实备GZL0 004 号]完成,本实验开展经广州中医药大学实验动物伦理委员会批准。

1.2 药物与试剂 玉屏风颗粒组方药材为炙黄芪、防风、炒白术。取上述3 味药材,先加8 倍量水提取1.5 h,过滤,药渣再加6 倍量水提取1 h,过滤,合并2 次提取液,滤液减压浓缩至相对密度为1.15~1.20 稠膏,与适量蔗糖粉、糊精混匀,沸腾喷雾制成颗粒,干燥,整粒,分装。每克颗粒相当于1 g生药量,由广州中医药大学第一附属医院制剂室提供(批号20180301);氯雷他定片(拜耳医药上海有限公司,批号JS07620);卵清蛋白(OVA,广州捷倍斯生物科技有限公司,批号1706GYD005);Foxp3、RORγt、β-actin 引物(擎科新业生物技术有限公司);TGF-β1 试剂盒(美国Thermo Fisher Scientific公司,批号144463021);β-actin 抗体(美国Gene Tex 公司,批号GTX109639);Foxp3 抗体(美国Thermo Fisher Scientific 公司,批号14577382);RORγt 抗体(美国Santa Cruz 公司,批号sc-293150);IL-17 试剂盒(深圳欣博盛生物科技有限公司,批号R190822-170a)。

1.3 仪器 酶标仪(美国Bio-Tek 公司);PCR 仪(美国Bio-Rad 公司);蛋白印迹仪(美国Protein Simple 公司)。

2 方法

2.1 造模 大鼠随机分为正常组、模型组。参考文献方法造模[4],共两个阶段,基础致敏[致敏液为0.3 mg OVA、30 mg A1(OH)3,溶于1 mL 生理盐水],腹腔注射隔天1 次,共7 次,以及局部激发(致敏液为5%OVA 溶液),连续14 d滴鼻(100 μL)。

2.2 分组及给药 在完成基础致敏阶段后,将模型组大鼠随机分为模型组、氯雷他定组(0.9 mg/kg)[5]、玉屏风颗粒组(12、6 g/kg)[6-7]。在第二激发阶段期间,药物组每次局部激发前30 min灌胃给药,另外两组以生理盐水灌胃替代。

2.3 AR 行为学评分 造模第27 天末次鼻腔激发后30 min 内,观察每组大鼠鼻部过敏症状(鼻痒、喷嚏、流涕等表现)为主的行为学并记录评分,评分标准参考表1。指标评分后累计总分大于5分,即判为造模成功[8]。

表1 AR 行为学评分标准Tab.1 AR behavioral scoring criteria

2.4 鼻黏膜组织病理学观察 实验结束当天,每组随机选取2 只,将大鼠颈椎脱臼处死后,收集鼻黏膜组织用于制片,分别用HE 和AB-PAS 染色,显微镜下观察鼻黏膜组织病理学改变。

2.5 大鼠血清中IL-17、TGF-β1 水平的检测 实验结束当天,使用水合氯醛麻醉大鼠,首先通过眼底静脉丛取血,离心收集血清,储存于-80 ℃。参照试剂盒说明书,按步骤检测大鼠血清中IL-17、TGF-β1 水平。

2.6 RT-PCR 法测定大鼠鼻黏膜组织中Foxp3、RORγtmRNA 表达 实验结束当天,将每组剩余大鼠处死取新鲜鼻黏膜组织10 mg,加入TRIzol 裂解液充分研磨,提取总RNA 以及逆转录合成cDNA,以cDNA 为模板进行实时荧光PCR 检测Foxp3、RORγtmRNA 表达。反应条件,95 ℃、3 min;95 ℃、10 s,60 ℃、30 s,共40 个循环。以β-actin为内参,采用2-△△Ct法计算相关基因mRNA 的相对表达量。引物序列见表2。

表2 引物序列Tab.2 Primer sequences

2.7 大鼠鼻黏膜组织中Foxp3、RORγt 蛋白表达 实验结束当天,每组随机选取2 只,将大鼠颈椎脱臼处死后,收集鼻黏膜组织,加入RIPA 裂解液及PMSF,充分裂解提取总蛋白,BCA 法测定蛋白量,进行SDS-PAGE 电泳,转膜后封闭1 h,加入一抗Foxp3(1∶1 000)、RORγt(1∶1 000)、β-actin(1∶5 000)孵育过夜,二抗室温孵育1 h,加ECL 化学发光剂于蛋白印迹仪成像,用Image J图像分析软件对图像进行分析,计算RORγt/Foxp3蛋白比值。

2.8 统计学分析 采用SPSS 21.0 统计软件进行数据分析;计量资料以()表示;多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用LSD 检验;以P≤0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 AR 行为学总分、打喷嚏次数、挠鼻次数的比较 如图1 显示,与正常组比较,模型组大鼠挠鼻次数、打喷嚏次数和AR 行为学总分升高(P<0.05),而且模型组行为学总分大于5 分,表明此次AR 大鼠模型造模成功。与模型组比较,玉屏风颗粒组(12、6 g/kg)大鼠挠鼻次数、打喷嚏次数和行为学总分均降低(P<0.05)。

3.2 玉屏风颗粒对AR 大鼠鼻黏膜组织的影响 如图2~3 显示,正常组上皮细胞排列整齐、少量炎症细胞浸润、上皮层内无明显杯状细胞化生。模型组黏膜结构不完整、部分纤毛上皮、基底膜脱落、大量炎症细胞浸润、上皮层内大量杯状细胞化生,杯状细胞体积增大且分泌旺盛。玉屏风颗粒组(12 g/kg)上皮细胞结构完整、少量炎症细胞浸润、杯状细胞数量明显下降。而玉屏风颗粒组(6 g/kg)上皮细胞较为完整、炎症细胞浸润和杯状细胞增生情况有轻微改善。

3.3 玉屏风颗粒对AR 大鼠血清中IL-17、TGF-β1水平的影响 如图4 显示,与正常组比较,模型组大鼠血清中的IL-17 水平升高,TGF-β1 水平降低(P<0.05)。与模型组比较,玉屏风颗粒组(12、6 g/kg)大鼠血清中的IL-17 水平降低,TGF-β1 水平升高(P<0.05)。

图1 各组大鼠挠鼻、打喷嚏等行为学总分的比较(n=8)Fig.1 Comparison of scores of scratching,sneezing and other behavior in each group(n=8)

图2 各组鼻黏膜组织的HE 染色(×200)Fig.2 HE staining of nasal mucosa in each group(×200)

图3 各组鼻黏膜组织的AB-PAS 染色(×200)Fig.3 AB-PAS staining of nasal mucosa in each group(×200)

3.4 玉屏风颗粒对AR 大鼠鼻黏膜组织中Foxp3、RORγtmRNA 表达的影响 如图5 显示,与正常组比较,模型组大鼠鼻黏膜组织RORγtmRNA 表达升高,Foxp3 mRNA 表达降低(P<0.05)。与模型组比较,玉屏风颗粒组(12、6 g/kg)大鼠鼻黏膜组织Foxp3 mRNA 表达升高,RORγt mRNA 表达降低(P<0.05)。

3.5 玉屏风颗粒对AR 大鼠鼻黏膜组织中Foxp3、RORγt 蛋白表达的影响 如图6 显示,与正常组比较,模型组大鼠鼻黏膜组织RORγt/Foxp3 蛋白表达比例升高(P<0.05)。与模型组比较,玉屏风颗粒组(12、6 g/kg)大鼠鼻黏膜组织RORγt/Foxp3蛋白表达比例降低(P<0.05)。

图4 各组大鼠血清中IL-17、TGF-β1 水平(n=8)Fig.4 Serum levels of IL-17,TGF-β1 in rats of each group(n=8)

图5 各组大鼠鼻黏膜组织中Foxp3、RORγt mRNA 表达(n=4)Fig.5 mRNA expression of Foxp3,RORγt in rats nasal mucosa in each group(n=4)

图6 各组大鼠鼻黏膜组织中Foxp3、RORγt 的蛋白表达(n=3)Fig.6 The protein expression of Foxp3,RORγt in nasal mucosa of rats in each group(n=3)

4 讨论

变应性鼻炎发生过程中不仅涉及Th1/Th2 免疫平衡,还包括Th17/Treg 免疫平衡,随着对变应性鼻炎发病机制的研究不断增多,Th17/Treg 免疫平衡为治疗AR 的机制研究和临床治疗提供了研究思路。Th17 和Treg 细胞是效应T 细胞亚群,分化自CD4+T 细胞。RORγt(Th17 细胞特异性转录因子)是Th17 细胞分化的前提[9],IL-17 是Th17 细胞主要效应细胞因子,亦称为前炎性因子[10]。Treg 细胞具有免疫抑制功能,在维持免疫耐受中发挥关键作用,Foxp3(Treg 细胞特异性转录因子)的表达水平影响Treg 的功能变化[11-12],TGF-β1(Treg 细胞主要分泌细胞因子)能促进表达Foxp3 的Treg 分化[13]。Th17 和Treg 细胞在功能是相互拮抗的[14],两者之间在一定的平衡情况下,才能维持机体免疫状态相对稳定。Foxp3 和RORγt的平衡被破坏可能会诱导主要由Th17 细胞参与的致炎的T 淋巴细胞反应[15]。揭示IL-17、TGF-β1、Foxp3、RORγt 与Th17/Treg 免疫平衡密切相关。

玉屏风散最早出自《医方类聚》,后在《丹溪心法》有详细记载,为中医经典名方,对多种疾病有较好疗效,主要由黄芪、白术、防风三味中药组成,其中黄芪补脾肺之气,白术健脾益气,防风走肌表而散风邪,整体发挥益气固表,扶正祛邪的功效。AR 属于中医“鼻鼽”范畴,该病的病因多数为肺气虚,卫表不固,外邪入侵等所致,该病亦属于过敏性疾病,具有反复发作,不易根治的特点,而玉屏风在临床上用于治疗AR 患者的效果好,对比西药治疗,具有复发率低[16],毒副作用低,长期疗效较为稳定的优势,为临床首选方剂。现代药理研究证明,玉屏风散能明显改善AR 大鼠炎性症状,具有抗过敏作用[17]。目前尚未有关于玉屏风对AR 大鼠Th17/Treg 平衡及相关细胞因子影响的研究。

本实验采用OVA 诱导建立的AR 大鼠模型作为药效评价模型,较好模拟AR 典型临床特征[18]。本次实验结果显示,OVA 诱导的AR 大鼠出现明显的鼻黏膜炎性症状,鼻黏膜组织炎性细胞浸润较多,大量杯状细胞化生及分泌亢进,黏液分泌增加,含较高含量的黏蛋白,鼻黏膜组织重塑特征明显;血清中IL-17 水平明显上升,而TGF-β1 水平明显降低;鼻黏膜Foxp3 表达明显下降,而RORγt表达明显上升;鼻黏膜RORγt/Foxp3 蛋白表达比例明显升高。提示IL-17、TGF-β1、Foxp3、RORγt表达水平在变应性鼻炎的疾病发展过程具有关键作用,在Th17/Treg 平衡中以Th17 免疫反应占优势。玉屏风干预后,可有效缓解AR 大鼠炎性症状和鼻黏膜组织炎症细胞浸润,减少杯状细胞化生和黏液分泌,降低血清的IL-17 水平和提高TGF-β1 水平,同时降低鼻黏膜RORγtmRNA 及蛋白水平表达,升高鼻黏膜Foxp3 mRNA 及蛋白水平表达,使Th17/Treg 免疫平衡向Treg 免疫反应占优趋势转化,从而调节AR 大鼠Th17/Treg 免疫失衡。

综上所述,玉屏风对变应性鼻炎大鼠鼻黏膜炎症症状有明显的缓解作用,其作用机制可能与调节Th17/Treg 平衡及相关细胞因子相关。

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