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佐剂性关节炎大鼠骨代谢标志物探讨范文

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佐剂性关节炎大鼠骨代谢标志物探讨

《广州中医药大学学报》2015年第六期

类风湿关节炎(rheumatoidarthritis,RA)是一种以慢性破环性关节病变为特征的全身性自身免疫病。其基本病理改变为滑膜炎,表现为滑膜的血管增生和炎症细胞浸润以及滑膜炎导致的滑膜、软骨乃至软骨下骨组织的破坏。临床上,以南蛇藤为主要药物组成的断藤益母汤是治疗RA的有效药物,既往实验研究证实其具有抗炎、调节免疫等作用[2]。佐剂关节炎(AA)大鼠的病理改变与RA具有相似或相近的临床表现、病理、免疫等特点,是研究RA的较理想模型[3]。血清Ⅰ型胶原羧基末端肽(CTX-Ⅰ)是Ⅰ型胶原蛋白的羧基末端降解产物,是骨重吸收标志物。骨Ⅰ型前胶原氨基端前肽(PⅠNP)反映新合成的Ⅰ型胶原蛋白的变化,是骨形成标志物。这2个指标能较灵敏地反映骨吸收与重建。本研究通过观测单药南蛇藤煎剂、断藤益母汤煎剂、甲氨蝶呤(MTX)对AA病理模型大鼠的关节肿胀度、关节X线评分、血清CTX-Ⅰ、PⅠNP的影响,探讨断藤益母汤对完全弗氏佐剂致敏病理模型大鼠关节骨吸收、重建的作用,为断藤益母汤的组方提供实验依据,现报告如下。

1材料与方法

1.1实验动物SPF级雌性SD大鼠72只,体质量(200±20)g,购自广州中医药大学实验动物中心,许可证号:SYXK粤2013-0092。

1.2药物、试剂与仪器南蛇藤(广州岭南中药饮片有限公司,批号:140301);益母草(广东省药材公司中药饮片厂,批号:85313711);续断(康美药业股份有限公司,批号:140107421);甲氨蝶呤片(上海信谊药厂有限公司,批号:036130706);完全弗氏佐剂(美国Sigma公司);CTX-Ⅰ酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒及PⅠNPELISA试剂盒(武汉华美公司);FA204B型电子精密天平(上海皖衡电子仪器有限公司);680型酶标仪(美国Bio-Rad公司);PV-200型足趾容积测量仪(成都泰盟科技有限公司);EQ.0•5pb/40KY型钼靶机(意大利吉特公司);LABY01型高速低温离心机(广州天臣实验室有限公司)。

1.3药物的制备与剂量单方和复方的高、中、低剂量组分别给予临床等效剂量换算后的10、5、1倍药量,其中单方为南蛇藤煎剂,复方为断藤益母汤煎剂。单方高、中、低剂量组给药剂量为南蛇藤47、23.5、4.7g•kg-1•d-1,复方高、中、低剂量组给予南蛇藤47、23.5、4.7g•kg-1•d-1+续断16、8、1.6g•kg-1•d-1+益母草31、15.5、3.1g•kg-1•d-1。煎煮方法:南蛇藤先煎3.5h,加入续断和益母草同煎1h,由广州中医药大学第一附属医院煎药室煎至特定用量,装瓶放置于4℃冰箱中保存备用。MTX组给予MTX片1.06mg/kg,每周1次,溶于生理盐水配至所需用量。

1.4分组、造模与给药将72只SD大鼠随机分为9组,即空白组、模型组、MTX组、单方低剂量组(单低组)、单方中剂量组(单中组)、单方高剂量组(单高组)、复方低剂量组(复低组)、复方中剂量组(复中组)和复方高剂量组(复高组),每组均为8只。适应性喂养3d。参照文献[3]方法,除空白组外,其他组大鼠于右足趾皮下注射完全弗氏佐剂0.15mL。造模当天开始灌胃给药。空白组、模型组给予生理盐水10mL•kg-1•d-1,中药组给予对应中药10mL•kg-1•d-1,MTX组给予MTX水溶液每周10mL•kg-1。给药36d。

1.5关节肿胀的观察采用容积法测量并计算关节肿胀度,关节肿胀度(%)=(注射后所测值-注射前所测值)/注射前所测值×100%。

1.6血清CTX-I、PⅠNP水平检测给药36d后腹主动脉采血,采用ELISA法检测血清CTX-Ⅰ、PⅠNP水平。步骤如下:全血标本离心取上清用样本稀释液1∶20倍稀释后待检;配置标准品、生物素标记抗体工作液、辣根过氧化物酶标记亲和素工作液;分别设标准品孔、待测样本孔加样;按弃液、甩干、洗版步骤,依次加入生物素标记抗体工作液、辣根过氧化物酶标记亲和素工作液,然后依序每孔先后加入底物溶液、终止溶液;反应终止后5min内采用酶标仪测量各孔的光密度(D)值;最后用标准品浓度与D值计算出标准曲线的回归方程式,将样本的D值代入方程式,计算出样本浓度。

1.7踝关节X线片评价取大鼠右足,采用钼靶X线检测,由影像学医生盲法阅片后评分。评分标准采用美国风湿病学会推荐的放射学评分标准[1]。0分:正常;1分:X线检查无破坏性改变,可见骨质疏松;2分:表现骨质疏松,可有轻度软骨破坏,有或没有轻度的软骨下骨质破坏,可见关节活动受限,但无畸形;3分:骨质疏松加上软骨或骨质破坏,关节畸形,无纤维性或骨性强直;4分:纤维性或骨性强直。

1.8统计方法计量资料采用均数±标准差(x±s)表示。统计软件用SPSS19.0,统计方法采用单因素方差分析,以P﹤0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1各组足肿胀度表1结果显示:模型组大鼠足肿胀度显著增加,与空白组比较,差异有统计学意义(P<0.01),给药36d后,各给药组足肿胀度显著降低,与模型组比较差异均有统计学意义(P<0.05),各给药组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.2各组踝关节X线片评分表2结果显示:模型组踝关节X线片均出现明显的关节破坏,部分甚至出现纤维性或骨性强直,X线评分与空白组比较差异有统计学意义(P<0.01)。各给药组X线评分与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05),各给药组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。2.3各组血清CTX-Ⅰ、PⅠNP水平表3结果显示:模型组CTX-Ⅰ水平显著高于空白组(P<0.05);MTX组、复方低剂量组可显著降低CTX-Ⅰ水平,与模型组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。各组间PⅠNP水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。

3讨论

本研究造模后AA模型组大鼠关节肿胀度、X线评分均较空白组显著升高(P<0.05),表明造模成功。各给药组AA大鼠关节肿胀度、X线评分显著降低,与模型组比较差异均有统计学意义(P<0.05),中药组与MTX组比较差异均无统计学意义(P>0.05),提示南蛇藤单药煎剂,南蛇藤配伍续断、益母草均能有效抗炎、消肿,减轻骨破坏、保护骨质,其有效程度与MTX相仿,与既往研究结果相符。各中药组大鼠关节肿胀度、X线评分组间呈现一定量效趋势,但差异无统计学意义,可能与观测时间短有关。各组间PⅠNP水平比较差异无统计学意义,分析其原因可能与以下因素有关:PⅠNP较稳定地反映骨形成的水平,能长时间存在于血液循环中。因本研究时间短,PⅠNP未能完全反映各组间骨重建差异。国外文献报道临床观测CTX-Ⅰ水平下降,但PⅠNP指标仍维持稳定,可为之佐证。

模型组CTX-Ⅰ水平显著高于空白组(P<0.05),与文献报道类风湿关节炎患者的血清CTX-Ⅰ水平与关节破坏严重程度正相关的结论一致。血清CTX-Ⅰ水平对治疗反应敏感,MTX组CTX-Ⅰ水平与空白组比较差异无统计学意义,较好地反映MTX的治疗作用。中药组中除复方低剂量组外,其他各中药组CTX-Ⅰ水平与模型组比较差异均无统计学意义。对大鼠足肿胀度和X线评分的观察结果显示各中药组的治疗作用明确,可控制关节炎症和阻止骨破坏,其效果与MTX相仿。但中药组CTX-Ⅰ水平升高未能反映中药组的治疗作用,分析可能与CTX-Ⅰ并不仅仅单纯受局部关节的骨吸收影响,同时还受全身骨代谢影响有关,可能原因如下:骨吸收标志物CTX-Ⅰ是破骨细胞活动及骨吸收时的代谢产物,特别是骨基质降解产物,反映关节局部及全身骨代谢水平。换言之,CTX-Ⅰ水平除能反映关节骨破坏情况外,同时受全身骨代谢影响。南蛇藤系卫矛科雷公藤属植物,在临床上雷公藤类制剂具有卵巢毒性为人熟知,实验证实雷公藤制剂连续灌胃14~15d即可导致大鼠卵巢早衰。本研究大鼠为雌性大鼠,南蛇藤煎剂喂养36d,较以往文献15d左右造成大鼠卵巢早衰模型时间更长。

另外研究证实卵巢切除后雌性大鼠出现骨吸收伴随骨转换增强,类似于人正常绝经时骨丢失状态。临床研究发现,绝经后女性CTX-Ⅰ水平显著高于绝经前女性。由此分析,中药组(除复低组外)CTX-Ⅰ水平升高,可能因为大鼠全身骨吸收增加对于CTX-Ⅰ水平影响远大于关节局部;模型组与空白组因无全身骨吸收的影响,其CTX-Ⅰ水平可以反映局部关节破坏情况。引起大鼠全身骨吸收增加原因,分析与南蛇藤的卵巢毒性造成大鼠骨吸收增加有关。提示进一步的研究中应采用去势大鼠的方法,避免南蛇藤卵巢毒性对于骨代谢标志物的干扰。断藤益母汤复低组CTX-Ⅰ水平与空白组、MTX组相当,低于中药组内其余各组,提示南蛇藤加入川续断、益母草配伍后对于总骨吸收水平有降低作用,但随南蛇藤浓度提高,其作用消失。类风湿关节炎属痹证范畴,南蛇藤具有祛风胜湿、行气活血、消肿解毒功效,与之合拍;肝主筋、肾主骨,肝肾内虚为痹证内因,故加川续断功效补肝肾、强筋骨;针对南蛇藤的卵巢毒性,加益母草活血调经,利水消肿。既往实验研究发现续断有抑制去卵巢大鼠骨吸收、防治骨质疏松作用,益母草总黄酮可升高去卵巢大鼠血清中雌二醇水平、椎骨骨密度、下丘脑和海马雌激素受体α、βmRNA表达。复低组CTX-Ⅰ水平下降可能与川续断抑制骨吸收,益母草提高雌二醇水平、雌激素受体水平有关。本研究虽然未直接测定大鼠性激素、骨密度等指标,但通过CTX-Ⅰ水平可侧面反映南蛇藤配伍川续断、益母草具有一定减毒作用。复中组、复高组的CTX-Ⅰ水平升高,未显示出川续断、益母草抑制总体骨吸收的量效关系,可能与随着南蛇藤浓度提高其对骨吸收影响占主要有关,其机理有待进一步研究。

综上所述,对于佐剂性关节炎大鼠,南蛇藤单药煎剂、断藤益母汤、甲氨蝶呤均有明确的抗炎、抗骨质破坏作用,三者作用比较差异均无统计学意义。南蛇藤对于雌性AA大鼠CTX-Ⅰ的作用是双向的,既因抗骨质破坏作用降低CTX-Ⅰ浓度,也因卵巢毒性导致骨吸收升高CTX-Ⅰ浓度。加入川续断、益母草组成复方后可降低南蛇藤副作用,但随着南蛇藤剂量的提高,其降低南蛇藤副作用的效果消失。

作者:雷旭杰 张明英 郭丽 林昌松 单位:广州中医药大学第一附属医院风湿病科 广州市荔湾区第二人民医院