复方银花解毒颗粒对干酵母诱导幼鼠发热模型的退热作用研究
2020-09-12马星月秦婷婷马占强马世平
储 锦,马星月,秦婷婷,马占强,傅 强,马世平
中国药科大学中药学院,南京211198
复方银花解毒颗粒是由青蒿、山银花、荆芥、薄荷、野菊花、大青叶、连翘、鸭跖草、前胡、淡豆豉等中药制成的颗粒剂,能疏风解表、清热解毒。用于感冒引起的发热、头痛、咳嗽等,临床前研究表明,复方银花解毒颗粒对伤寒、副伤寒、变形杆菌和大肠杆菌内毒素所致的发热家兔有解热作用。为了验证该复方对幼龄模型动物的药效作用,本项目以幼龄大鼠为研究对象,采用干酵母混悬液诱导幼龄大鼠发热模型,观察其退热作用,为该产品临床扩大用药人群至儿童提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 实验动物
SPF 级3~5 周龄幼年雄性SD 大鼠200 只,体重在50~70 g,由江苏省青龙山实验动物中心提供,实验动物生产许可证号SCXK(浙)2019-0002,实验动物质量合格证号1907040008。
1.2 药物和试剂
复方银花解毒颗粒 (天长亿帆制药有限公司,批号180911);布洛芬(葵花药业,批号29180412);干酵母(OXOID 公司,批号2481359-02);大鼠肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、cAMP ELISA 试剂盒(均为Elabscience);内参GAPDH(Proteintech 公司,批号00078425);一抗核因子κB(NF-κB,批号8424S)、p-NF-κB(批号3033T) 购自Cell Signaling Technology 公司;p-IκB(万类生物科技公司,批号H01022495);环氧化酶2(COX2,Proteintech 公司,批号00072808);兔二抗(Bioworld,批号AA01201);ECL 化学发光超敏显色试剂盒 (上海翊圣生物科技有限公司,批号36208ES60);PMSF(批号ST505)、RIPA 裂解液(强)(批号P0013B)、5×SDS-PAGE 蛋白上样缓冲液(批号P0015L)、BCA 试剂盒(批号P0010),均为碧云天生物技术有限公司。
1.3 实验仪器
电子体温计 (山东尚农电子科技有限公司);SN3001 全波长多功能酶标仪(Thermo 公司);全自动数码凝胶/化学发光图像分析系统、EPS 600 电泳仪(均上海天能科技有限公司);TE124S 精密电子天平(Sartorius 公司)。
1.4 模型制备与分组给药
将SPF 级3~5 周龄幼年雄性SD 大鼠,适应性喂养3 天,每日早中晚各一次对幼鼠进行测量肛温,每次测温前电子体温计探头涂上凡士林,插入幼鼠直肠2.5 cm(在体温计2.5 cm 用黑色记号笔标记,确保每次插入深度一致),待读数稳定后记录体温值,连续测量3 天,选取体温为36.5 ℃~38.5 ℃、且连续体温变化小于0.3 ℃的动物用于实验[1]。
将筛选合格的幼鼠随机分成空白对照组、模型组、布洛芬组(0.6 g·kg-1)以及复方银花解毒颗粒低中高剂量组(2.5、5、10 g·kg-1)。
第一批幼鼠每组12 只,用于体温检测。第二批幼鼠每组8 只,用于机制研究,在药效显著时取血及下丘脑。连续灌胃给药7 天阿,空白和模型组给予同体积生理盐水。
实验开始前,禁食不禁水6 h,于实验当天早上检测体温3 次,取均值为基础体温,末次给药1 h 后各组动物以10 mL·kg-1剂量皮下注射质量浓度为200 mg·L-1的干酵母混悬液;空白对照组皮下注射等体积生理盐水[1]。
1.5 肛温测试、标本的采集及检测
第一批动物造模后0.5、1、2、3、4、6 h 分别测定肛温,记录数据,与基础体温比较,计算体温变化值(△℃)(测定体温-基础体温)。在第二批动物造模后选择药效显著的时间点,从动物腹主动脉取血,处死后取下丘脑。ELISA 检测该时间点血清中内生致热源IL-1β、IL-6、TNF-α 含量。试剂盒检测下丘脑体温调节介质cAMP 含量。
1.6 Western blot 检测信号通路相关蛋白表达
Western blot 检测下丘脑炎症信号相关COX2的含量,并检测NF-κB 的核转录情况及IκBα 磷酸化水平变化。根据所提下丘脑组织的重量,取所需量的RIPA 裂解液。在使用前加入苯甲基磺酰氟(PMSF),配成裂解缓冲液。按比例加入裂解缓冲液于匀浆器中研磨至组织裂解。收集组织匀浆于离心管中,4 ℃放置30 min,充分裂解后,离心(12 000 r·min-1,4 ℃)30 min,收集上清液。取2 μL 上清液用于检测蛋白的浓度,其余上清液中加入SDS-PAGE 蛋白上样缓冲液,于100℃沸水浴中加热10min 使蛋白完全变性。室温冷却,样品制备结束进行制胶和SDSPAGE 电泳。参照marker 将目的蛋白所在凝胶切下,采用湿法转膜,室温封闭2h。封闭结束后,取出PVDF膜,用TBST 洗涤1 次。将PVDF 膜蛋白面朝下放入TBST 稀释的一抗中,4℃孵育12h 后,将PVDF 膜转移至TBST 中洗涤3 次。然后在二抗中37℃轻轻摇晃孵育2 h,TBST 洗涤2 次。在PVDF 膜上加入ECL化学发光超敏显色剂,在全自动数码凝胶/化学发光图像分析系统中显影并采集图像。使用Image J 图像分析软件对采集到的图像进行灰度分析。
1.7 统计学方法
采用GraphPad Prism 5 软件,单因素方差分析统计各项数据。P<0.05 为具有统计学显著性差异。
2 结果
2.1 对干酵母致幼鼠发热体温变化的影响
如图1 所示,与空白对照组比较,模型幼龄大鼠造模后3、4、6 h 体温显著升高(P<0.001,P<0.01,P<0.001),造模3 h 时模型幼鼠体温达到最高。与模型组相比,布洛芬组在3 h 时体温降低显著 (P<0.05);复方银花解毒颗粒低剂量组、中剂量组在造模后3 h 体温有降低趋势、但是没有统计学差异;复方银花解毒颗粒高剂量组在造模后2、3 h 体温明显降低,具有统计学意义(P<0.01、P<0.001)。
图1 各时间点发热幼鼠体温变化曲线(n=12)
2.2 对干酵母致热幼鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α含量的影响
如图2 所示,与空白对照组比较,模型组IL-6、IL-1β、TNF-α 含量均显著升高(P<0.01、P<0.01、P<0.001)。与模型组比较,布洛芬组可降低血清中各炎症因子的水平,其中IL-6 水平的降低具统计学意义。与模型组比较,复方银花解毒颗粒低剂量组能显著降低IL-6、IL-1β 含量(P<0.01、P<0.01);复方银花解毒颗粒之中剂量组、高剂量组可降低IL-6、TNF-α 含量,具有统计学差异(P<0.05、P<0.05)。
2.3 对下丘脑cAMP 含量的影响
如图3 所示,与空白对照组比较,模型组下丘脑内cAMP 含量显著升高(P<0.001)。布洛芬组、复方银花解毒颗粒低剂量组、高剂量组均能显著降低幼鼠下丘脑内cAMP 含量(P<0.001、P<0.001)。
2.4 对下丘脑NF-κB、IκBα、COX2 蛋白表达的影响
图2 对幼鼠血清内IL-6、IL-1β、TNF-α 含量的影响
图3 对下丘脑内cAMP 含量的影响
如图4 所示,与空白对照组比较,模型组下丘脑内NF-κB、IκBα、COX2 含量均显著升高,具有统计学意义(P<0.001、P<0.001、P<0.01)。与模型组比较,布洛芬组能够显著降低下丘脑内NF-κB、IκBα、COX2含量(P<0.05、P<0.05、P<0.05)。复方银花解毒颗粒组高剂量下丘脑内NF-κB、IκBα、COX2 蛋白表达量与模型组相比也显著下降(P<0.001、P<0.05、P<0.01)。
3 讨论
图4 对下丘脑内NF-κB、IκBα、COX2 含量的影响
复方银花解毒颗粒以“银翘散”为基础化裁而来,方中以山银花、连翘为君药:山银花味甘性寒,气味芳香,具有清热解毒之功,善治温病发热等病证;连翘苦而微寒,轻清上浮;两药既能解表透邪,又能清热解毒。臣药用荆芥、薄荷、豆豉疏散解表:荆芥虽属辛温之品,但温而不燥伍入辛凉清解剂中,可以加强解表透邪之力,方中用此药,凉而又辛;薄荷辛凉,疏散风热而利咽喉;豆豉辛甘微苦弱寒,宣散表邪;共助君药开皮毛而散热于外。佐药为青蒿、大青叶、野菊、鸭跖草:青蒿苦寒清热,芳香透邪;大青叶味苦性寒,清热凉血,尤擅长于清解时祛之热毒;野菊花味苦辛性微寒,清热解毒;鸭跖草味甘性寒,清热解毒,而尤以解热见长。使药前胡辛苦,宣散风热,肃肺化痰。诸多中药合用具有辛凉解表、清热解毒之功。现代药理学研究表明,本品具有较好的抗病毒、抗菌、解热、镇痛和抗炎作用。方中含多样青蒿化学成分,包括倍半萜、二萜、黄酮类等。其中倍半萜类是青蒿发挥作用的主要有效成分,具有多种药理作用,尤显解热抗炎等[2]。已有研究表明,青蒿中多个成分均能降低酵母引起的大鼠体温异常升高,有解热作用[3]。山银花主要活性成分之一为绿原酸,有抗菌、抗炎、抗病毒等作用[4]。荆芥主要成分为挥发油及黄酮类化合物,可以祛风解表,有解热、抗炎镇痛等作用[5,6]。
cAMP 是重要的发热中枢介质,研究表明,下丘脑内cAMP 的浓度随着体温的升高而升高,与体温呈正相关[7]。IL-6、IL-1β、TNF-α 是研究明确的炎症因子,多项研究表明,在体温异常升高时,上述炎症因子水平也呈现上升趋势[8-10]。
本研究发现,模型组体温在造模后3 h 升高最明显,此时复方银花解毒颗粒高剂量组降低体温效果也极显著,表明该颗粒剂有解热的功效。在对比模型组血清中炎症因子水平后发现,复方银花解毒颗粒能显著降低IL-6、IL-1β、TNF-α 含量。复方银花解毒颗粒也可显著减少幼鼠下丘脑内cAMP 含量,提示该颗粒剂具有解热功效。其作用机制与降低脑内cAMP 水平、降低各种炎症因子水平有关,并且高剂量组效果最明显。
在本研究中,复方银花解毒颗粒之中剂量组对发热幼鼠下丘脑内cAMP 含量有降低趋势、但是没有显著性差异,其原因可能是中剂量组降低体温作用较弱,与模型组相比没有显著性差异,从而导致cAMP 含量没有显著降低;另外,中药发挥作用的机制复杂,在幼龄大鼠体内可能较难表现出剂量依赖性。复方银花解毒颗粒中、高剂量组有降低血清IL-1β 含量的趋势、但是没有统计学差异,其可能的原因是幼鼠体内的IL-1β 因子对低剂量组更敏感,中高剂量抑制IL-1β 效果没有低剂量组好,其确切作用机制有待深入研究。
NF-κB 是一种可诱导的真核转录因子,在调控众多参与免疫和炎症反应的基因表达中起着关键作用[11]。在正常情况下,NF-κB 与其抑制性蛋白IκBs 结合形成异三聚体而失去活性[12]。当细胞受外界炎症因子刺激后,NF-κB 的抑制蛋白(IκBα)可发生磷酸化并降解,NF-κB 从NF-κB/IκBα 复合物中解离出来,发生了活化并入核,诱导相关炎症基因的表达[13]。进入细胞核后,NF-κB 可以调节几个基因,其中包括COX2。COX 是产生前列腺素(PGs)的关键酶,会引起一系列的炎症反应[11]。有研究表明,干酵母皮下注射引起大鼠发热后,可激活NF-κB p65 并入核起到转录作用,促进下丘脑COX2 mRNA 表达增加[8]。
本研究发现,复方银花解毒颗粒以及布洛芬均可以通过抑制NF-κB 的活化减少其入核,抑制COX2 活性,从而减少炎症物质的产生,发挥解热作用。同时也可以通过减少IκBα 的磷酸化、抑制NFκB 激活,从而发挥解热、抗炎效果。
综上所述,复方银花解毒颗粒对幼鼠发热模型有较好的解热抗炎作用,使得异常升高的体温恢复正常,可显著降低模型动物体内炎症因子水平,其机制可能与cAMP 信号转导通路和NF-κB 信号通路有关。