三仁汤对脾胃湿热型大鼠NLRP3、Caspase-1蛋白的影响*
2020-03-13彭林佳刁建新薛文秀蓝惠璇谢俊雄韩嘉璐曾宇乔文小敏
彭林佳,刁建新,薛文秀,蓝惠璇,谢俊雄,韩嘉璐,曾宇乔,文小敏
(南方医科大学中医药学院 广州 510080)
脾胃湿热证是脾胃系统疾病中常见的证型之一,主要临床表现为腹胀腹痛、恶心呕吐等脾胃系症状。长期的临床与实验研究表明,脾胃湿热证型中胃黏膜细胞病理改变存在着十分密切的关系。经典的细胞焦亡的激活主要以Caspase-1 为核心,NLRP3 与凋亡相关斑点样蛋白结合,形成炎性小体并激活Caspase-1,Caspase-1 介导细胞因子、炎症因子的活化,最终形成“瀑布效应”、“级联效应”,放大炎症反应,导致剧烈的炎症反应发生,从而介导细胞发生焦亡。[1-6]中药复方三仁汤出自清代吴鞠通《温病条辨》,主治湿热流连三焦,暑温夹湿,湿重于热的症候,具有清利湿热,宣畅气机的作用。本文建立脾胃湿热证大鼠模型,用三仁汤进行治疗,并监测NLRP3 与Caspase-1 蛋白表达水平,旨在揭示脾胃湿热证大鼠胃黏膜是否发生细胞焦亡,三仁汤可能通过影响大鼠NLRP3、Caspase-1 蛋白的表达而影响细胞焦亡。中医认为,肝胆主气机的升发与疏泄,脾主升清,胃主降浊,同居中焦,共同斡旋气机的升与降。脾的运化有赖于肝气的条达,肝能藏血,脾能统血。而肝的疏泄、藏血又需脾胃化生精微来供养。如果脾胃运化功能失常,中焦气机不运,脾胃对谷食、水蚀运化吸收不好,湿浊就会内生,失于升清和降浊。气机壅塞同样会波及肝胆,使肝胆疏泄不利而出现胁肋疼痛,胆汁分泌不畅逆行反流,甚至出现黄疸。一般对于急性肝衰竭的研究局限于肝脏本身,但是根据中医的理论,脾胃疾病同样能够影响肝脏的功能,故本文通过研究三仁汤可能通过影响大鼠NLRP3、Caspase-1 蛋白的表达而影响细胞焦亡,从而为探讨脾胃湿热证与急性肝衰竭的关系打下基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验动物及饲养
购自南方医科大学实验动物中心的SPF 级雄性SD 大 鼠50 只,体 质 量(200 ± 20)g,合 格 证 号:4402102032,饲养于SPF 级环境内,室温20-24℃,湿度55%-65%,自由饮水和摄食;高糖高脂饲养。
1.1.2 中药制备
三仁汤出自中医经典《温病条辨》,组成包括苦杏仁15 g,法半夏15 g,生飞滑石18 g,薏苡仁18 g,白蔻仁6 g,川厚朴6 g,白通草6 g,淡竹叶6 g,于南方医科大学南方医院中药房购买,并经南方医科大学中医药学院中药鉴定室鉴定,按传统方法将中药加水720 mL(按现代药理学方法,煎药水量是中药质量的8 倍)浸泡30 min,武火煮沸,文火再煎煮40 min,连续两次,去渣合并,依据《中药药理研究方法学》[7]中人与大鼠剂量换算公式(大鼠按每只200 g 体质量计算),低温浓缩成高中低三个浓度,分别为16.4 g·kg-1、8.2 g·kg-1、4.1 g·kg-1,4℃冰箱保存。
1.1.3 试剂与菌种
苏木素、伊红、磷酸盐缓冲液、抗Actin 多克隆抗体、抗兔二抗、抗鼠二抗均购于北京中杉金桥生物试剂有限公司;抗兔NLRP3、Caspase-1 多克隆抗体购于美国abcam公司。总蛋白提取及定量试剂盒购于美国Pierce 公 司,ECL 发 光 液 购 于 美 国Merck Millipore 公司。由南方医科大学微生物实验室提供,浓度为1X 109n/ml的侵袭性大肠杆菌。
1.1.4 实验仪器
德国莱卡石蜡切片机,PL303型梅特勒电子天平,日本尼康Eoipse Ti-s 荧光倒置显微镜及分析软件,美国Thermo 全波段酶标仪,Bio-Rad 公司转膜仪及PVDF膜。
1.2 方法
1.2.1 动物分组与造模
将50只SPF级雄性SD大鼠随机分成5组,分别为正常对照组、脾胃湿热模型组、三仁汤低、中、高剂量组,每组10 只。造模组大鼠造模前禁食12 h,自由饮水。除正常对照组,其它各组给予肥甘饮食饲料(在普通饲料中混入12%猪油,8%蜂蜜)喂养10天。然后置于仿真模拟气候仓(环境设置为:温度33 ± 2℃,相对湿度(75 ± 5)%,每天干预2 小时)共8 天。第19 天开始按10 mL·kg-1给予大肠杆菌(109 CFU·mL-1)1 次灌胃,24 h 后再加强感染1 次(5mL·kg-1),移出置于自然环境,建立脾胃湿热证大鼠模型。病理确认以后,给予三仁汤高、中、低剂量,分别给以16.4 g·kg-1、8.2 g·kg-1、4.1 g·kg-1浓度的三仁汤灌胃,连续灌胃7天。
1.2.2 标本获取
大鼠处死前禁食12 h,用10%水合氯醛按0.35 mL·100 mg-1腹腔注射麻醉,迅速打开腹腔。①腹主动脉采血,3000 r·min-1,离心15 min,-80℃保存。②取胃组织分成2分,1份冻存于-80℃冰箱,进行后续的蛋白质免疫印迹检测,另一份保存于4%多聚甲醛溶液,进行后续的病理切片染色。
1.2.3 病理形态学观察
取胃组织,用10%甲醛固定,按照常规脱水,石蜡包埋,切片4µm 的厚度,60℃烤片,进行苏木精-伊红染色。每只大鼠胃组织制作1 张切片,随机选取5 个高倍镜视野进行观察。应用Nikon Eoipse Ti-s 倒置显微镜分析图像。
1.2.4 蛋白质免疫印迹(Western Blot)检测NLRP3、Caspase-1蛋白的表达量
秤取50 mg 胃组织, 按Pierce 总蛋白提取说明操作进行蛋白裂解,BCA 法进行蛋白定量,取蛋白50µg,在12% SDS-PAGE 电泳, 然后转至硝酸纤维膜(Millipore 公司),5%脱脂牛奶置于摇床室温孵育1 h,分别加入抗兔NLRP3、Caspase-1 多克隆抗体(1:1000稀释)、兔抗小鼠Actin 抗体(1:1000 稀释),4℃孵育过夜,TBS-T 洗3 次,每次5 分钟。加入HRP 标记的抗兔二抗(1:2000 稀释)和HRP 标记的抗小鼠二抗(1:2000稀释),置于4℃冰箱孵育1 h,TBS-T 洗涤3 次,每次5分钟。将膜用ECL 化学发光液孵育1 min 后曝光,并用Kodak 2000MM 图像工作站成像,以NLRP3、Caspase-1 光密度值与Actin 光密度值的比值表示NLRP3、Caspase-1的相对表达水平。
1.3 统计学分析
应用SPSS 18.0软件包进行统计分析,数据均采用“均数±标准差”表示,多样本均数比较采用One-Way ANOVA 方差分析,组间多重比较若符合方差齐性检验时用LSD法,计量资料以(±s)表示,若方差不齐则用TamhaneT2法。P<0.05表示有统计学意义。
2 结果
2.1 三仁汤对脾胃湿热消化病病理结果
观察三仁汤对脾胃湿热消化病病理结果发现,脾胃湿热大鼠病理炎症细胞渗出,胃腺体脱落、减少、萎缩,具有坏死和凋亡的特征,同时出现细胞膜失去完整性的形态学特征,即细胞焦亡的病理特征。另外,三仁汤(高、中、低剂量)组的胃黏膜细胞焦亡有所改善,镜下可见胃黏膜炎症细胞渗出减少,胃腺体脱落情况相对改善,数量与模型相比明显增多,胃黏膜腺体萎缩的情况也有好转。(见下图)
2.2 三仁汤对脾胃湿热相关消化病NLRP3、Caspase1蛋白的影响
通过免疫印迹对NLRP3、Caspase-1 进行定性与定量的测量,可以发现三仁汤高、中、低剂量组的NLRP3 与Caspase-1 的表达与模型组相比均有所下降。差异具有统计学意义(P<0.05)。
3 讨论
中药复方三仁汤出自清代吴鞠通《温病条辨》,原文上篇第43 条云:“头痛恶寒,身重疼痛,舌白不渴,脉弦细而濡,面色淡黄,胸闷不饥,午后身热,状如阴虚,病难速愈,名曰湿温。汗之则神昏、耳聋,甚则目瞑不欲言,下之则洞泄,润之则病深不解,长夏深秋冬日同法,三仁汤主之。”方中滑石清热利湿而解暑;薏苡仁淡渗利湿以健脾,使湿热从下焦而去;白豆蔻芳香化湿,利气宽胸,畅中焦之脾气以助祛湿;杏仁宣利上焦肺气;通草、竹叶甘寒淡渗,助滑石利湿清热之效;半夏、厚朴行气除满,化湿和胃。[8]主治湿热留恋三焦,暑温夹湿,湿重于热的证候,具有清利湿热,宣畅气机的作用。古代医家对于脾胃湿热证的论述始于秦汉时期。《黄帝内经》论述了脾、胃与湿、热邪之间的关系,并未将湿热与脾胃直接联系起来。古代医家对于脾胃湿热的进一步认识在晋隋宋元时期,《诸病源候论·卷三十》云:“口吻疮候,足太阴为脾之经,其气通于口。足阳明为胃之经,手阳明为大肠之经,此二经脉交并于口。其腑脏虚,为风邪湿热所乘,气发于脉,与津液相搏,则生疮”。[9]脾胃湿热的理论在明清时期得到完善。《赤水玄珠·卷十一》云:“手足汗乃脾胃湿热内郁所致,脾胃主四肢”。[10]现代药理学研究与临床实践证明表明,三仁汤具有治疗急性胃肠炎、慢性萎缩性胃炎、消化不良、急慢性腹痛等作用。[11-22]脾胃湿热证在临床上主要表现为中上腹胀、嗳气、呃逆、反酸等症状。本实验HE 染色结果显示,模型组胃黏膜活动性炎症,胃黏膜充血、水肿和溃疡,胃腺体萎缩、减少、脱落,细胞膜失去完整性的形态学特征,脾胃湿热型大鼠可能发生了细胞焦亡,引起了炎症的爆发,从而引起慢性胃炎,通过用三仁汤高、中、低剂量和奥美拉唑进行干预,与模型组相比,胃黏膜炎症细胞的渗出明显减少,胃黏膜腺体方面,腺体明显增多、萎缩情况减少的。与奥美拉唑组相比,三仁汤高、中、低剂量组胃黏膜炎症与胃黏膜腺体情况也是有所改善的,这表明三仁汤对于脾胃湿热证有着明显的改善作用。
细胞焦亡是目前研究得较为热门的细胞坏死模式,其显著特征之一为细胞膜完整性明显丧失,并释放胞浆中促炎性细胞内容物,诱发炎症反应。[6]细胞焦亡是由一系列能形成炎性小体的模式识别受体所触发,这些模式识别受体包括NOD 样受体NLRP1、NLRP3 等,它们通过识别同源配体的方式与凋亡相关斑点样蛋白结合,形成一个大分子复合物,趋化Caspase-1 形成炎性小体,并激活Caspase-1,成熟的Caspase-1促进炎症因子的释放,诱导细胞焦亡。[2,6,23-25]细胞焦亡最突出的特点是依赖于Caspase-1 的激活,这种依赖于Caspase-1 的细胞死亡方式称为经典途径细胞焦亡。[26]Caspsae-1 是细胞焦亡过程极为重要的关键蛋白。随着研究的深入,人们发现Caspase-1 诱导的细胞焦亡是由一系列能形成炎性小体的模式识别受体所触发。这些模式识别受体包括NOD 样受体(NOD-like receptors,NLRs)NLRP1、NLRP3 和NLRC4/NAIP 及黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM2)等,它们通过识别同源配体的方式与凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)结合,形成一个大分子复合物,趋化Caspase-1 形成炎性小体,并激活Caspase-1,成熟的Caspase-1 促进白细胞介素1β(interleukin 1-β,IL-1β)和白细胞介素18(interleukin-18,IL-18)的成熟,诱导细胞焦亡,炎性体(inflammsome)的形成是细胞焦亡的一个重要特征。[1-2,23,27-31]研究表明,细胞焦亡在多种疾病的发生发展过程中都发挥着重要的推动作用。[25,32-46]本实验结果显示,与模型组相比,三仁汤高、中、低剂量组下调脾胃湿热证大鼠胃黏膜NLRP3、Caspase-1 蛋白的表达,脾胃湿热大鼠引起的细胞焦亡,可能受到NLRP3、Caspase-1蛋白的调控。
综上所述,三仁汤可能通过下调脾胃湿热大鼠的NLRP3、Caspase-1蛋白的表达,减少胃粘膜细胞焦亡,从而抑制胃粘膜炎症的爆发,从而防治脾胃湿热证模型大鼠,为临床治疗脾胃湿热证的胃痛提供了理论依据。