基于Th1/Th2失衡及炎症反应探讨封髓丹加味对痤疮的影响*
2021-04-25徐俊涛方玉甫
徐俊涛,方玉甫,2△,王 莹,王 丽,赵 巍
(1. 河南省中医院,郑州 450003; 2. 河南中医药大学,郑州 450000)
痤疮是常见的慢性皮肤疾病之一,多发于青春期,好发于面部、胸口、背部等皮脂腺丰富处,常伴有瘙痒、疼痛、瘢痕等,且病情容易反复,严重影响患者身心健康[1]。痤疮的发病机制尚未明了,普遍认为与痤疮丙酸杆菌(propionibacterium acnes,P.ances)诱发的免疫反应有关[2]。目前,临床用于痤疮的局部用药有维A酸类、过氧化苯甲酰、抗生素等,以维A酸类治疗效果最好,但有致畸、致抑郁、肝损害的风险[3]。因此,开发疗效好、不良反应小的痤疮药物具有重大临床意义。研究发现,免疫功能紊乱可能参与痤疮炎症的发生发展。P.ances可刺激T淋巴细胞异常增殖,过度分泌致炎因子和淋巴因子,机体免疫模式由Th1辅助细胞偏向Th2细胞[4]。最近研究表明,Toll样受体家族(the toll-like receptor family,TRLs)在痤疮炎症中发挥重要的调控作用。P.ances可激活TRLs,诱导一系列级联反应,活化核转录因子κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB),最终导致局部炎症[5]。临床研究发现,封髓丹加味治疗上浮型玫瑰痤疮疗效较好[6],但封髓丹加味与痤疮的相关机制研究较少。本研究利用P.ances构建痤疮大鼠模型,首次基于Th1/Th2失衡及炎症反应探讨封髓丹加味对痤疮大鼠的影响,并初步分析其作用机制。
1 材料与方法
1.1 主要试剂及设备
P.ances(菌种编号:ATCC6919)中国药品生物制品鉴定所;多聚甲醛(R20493)、苏木素(S19007)、伊红(R24045)上海源叶生物科技有限公司;白细胞介素2(interleukin-2,IL-2,SBJ-R0757)、干扰素γ(interferon-γ,IFN-γ,SBJ-R0041)、白细胞介素4(interleukin-4,IL-4,SBJ-R0756)、白介素介素10(interleukin-10,IL-10)(SBJ-R0786)、
ELISA试剂盒,南京森贝伽生物科技有限公司;蛋白一抗TRL2(ab209217,TRL4 ab8378)、核转录因子κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)(ab32536)、p- NF-κB(ab86299)、β-actin(ab8226),美国Abcam公司。
BX43光学显微镜(美国Olympus公司);GelSMART凝胶成像仪(北京大龙兴创实验仪器有限公司)。
1.2 动物
SD雄性大鼠,6~8周龄,体质量200~240 g,由广州弗尔博生物科技有限公司提供,动物许可证号SCXN(粤)2019-0015。大鼠自由摄食进水,饲养于SPF级动物房中,适应性喂养3 d后用于实验。本实验已通过河南省中医院(河南中医药大学第二附属医院)实验动物伦理委员会审查(批号1117-01)。
2 方法
2.1 造模
制备P.ances混悬液,调整细菌浓度值3×108/mL;于大鼠双侧耳廓皮下注射P.ances混悬液50 μL。注射24 h后观察到耳廓组织出现红肿,并有红色丘疹形成;挑取耳廓肿胀部位组织做血平板培养,显微镜下观察证实为P.ances感染。
2.2 分组与给药
40只SD大鼠随机分为对照组、模型组和封髓丹加味低、中、高剂量治疗组5组各8只。模型组和药物治疗组均注射P.ances混悬液构建痤疮大鼠模型,对照组以生理盐水替代。封髓丹加味组成:(总量167 g)、砂仁20 g,黄柏、龟甲、龙骨、牡蛎、白茅根15 g,甘草、浮萍、茯苓皮、凌霄花、鸡冠花12 g,附子、红花6 g。将上述药方换算为大鼠等效剂量15.90 g/(kg·d),因此确定封髓丹加味低、中、高剂量分别为7.95、15.90、31.80 g/(kg·d);按配比称取各味药物,加蒸馏水熬制并浓缩为7 g/mL,再稀释为含生药1.75 g/mL、3.5 g/mL及7 g/mL的中药液作为低、中、高剂量。封髓丹加味低、中、高剂量治疗组于建模后24 h灌胃给药,对照组和模型组以蒸馏水替代,每天1次,连续灌胃7 d。
2.3 大体观察
干预完成后观察记录各组大鼠耳部皮损情况(红肿、丘疹等)并进行皮损评分。评分标准:耳廓注射部位无红斑、丘疹及脓疱等,记为0分;耳廓注射部位以红斑为主,记为1分;耳廓注射部位变现为红斑、炎性丘疹,记为2分;耳廓注射部位变现为红斑、炎性丘疹和脓疱,记为3分;耳廓注射部位红斑面积大,大量炎性丘疹、脓疱且伴有较大脓肿,记为4分[7]。采用双盲法进行评分,取均值为最终结果。
2.4 组织病理观察
干预完成后腹腔过量注射10%水合氯醛,窒息处死大鼠,迅速割取耳部注射处皮肤组织部分固定于多聚甲醛中,剩余冻存于液氮罐。耳廓组织固定后制备成石蜡切片,厚度约4 μm,行常规HE染色,光镜下观察耳部皮损处病理变化并计数炎症细胞数量。
2.5 细胞因子水平检测
于液氮罐中取出适量耳廓皮损组织,加入少量液氮快速研磨成粉末,冰上匀浆;参照ELISA试剂盒说明书步骤进行操作,检测IL-2、IFN-γ、IL-4及IL-10含量。
2.6 TRL/NF-κB通路相关蛋白表达检测
于液氮罐中取出适量耳廓皮损组织,加入少量液氮快速研磨成粉末;加入裂解液提取皮损组织中的总蛋白,经BCA试剂盒检测蛋白浓度,10% SDS-PAGE凝胶电泳分离,再湿转至PVDF膜;浸于5%脱脂牛奶中封闭1 h,置于不同稀释比的蛋白一抗(TRL 2∶1∶1000, TRL 4∶1∶1500,NF-κB:1∶1000,p- NF-κB:1∶1000,β-actin:1∶1000)中4 ℃反应过夜,再置于稀释比为1∶8000的二抗中室温下反应40 min;应用凝胶成像仪显示蛋白条带,Image J软件进行灰度处理。
2.7 统计学方法
3 结果
3.1 各组大鼠耳部大体观察及皮损评分比较
表1示,对照组大鼠双侧耳廓无变化,模型组大鼠耳廓明显增厚、红肿,耳部较硬且表面粗糙,有红色丘疹;不同剂量封髓丹加味治疗后大鼠耳廓增厚和红肿症状有明显改善,丘疹明显消退,以高剂量组疗效最显著(如图1)。各组大鼠耳廓皮损评分比较差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,封髓丹加味治疗组皮损评分显著降低(P<0.05),具有浓度依赖性。
注:A.对照组;B.模型组;C.封髓丹加味低剂量治疗组;D.封髓丹加味中剂量治疗组;E.封髓丹加味高剂量治疗组图1 各组大鼠耳部皮肤观察比较
表1 各组大鼠耳部皮损评分比较(分,
3.2 各组大鼠耳部组织病理变化及炎性细胞计数比较
图2示,对照组大鼠耳部真皮内少有细胞浸润,细胞结构完整;模型组真皮内大量炎症细胞浸润,间质内伴有出血和水肿;封髓丹加味低、中、高剂量治疗组炎性浸润、间质出血和水肿程度明显减轻,且高剂量组减轻最明显。各组大鼠皮损组织中炎性细胞计数比较差异有统计学意义(P<0.05)。表2示,与模型组比较,封髓丹加味治疗组炎性细胞计数显著下降(P<0.05)。
注:A.对照组;B.模型组;C.封髓丹加味低剂量治疗组;D.封髓丹加味中剂量治疗组;E.封髓丹加味高剂量治疗组图2 各组大鼠耳部组织病理变化比较(HE×200)
表2 各组大鼠皮损组织中炎性细胞计数比较
3.3 各组大鼠耳部皮损组织细胞因子水平比较
表3示,各组大鼠皮损组织中IL-2、IFN-γ、IL-4及IL-10水平比较差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,封髓丹加味治疗组IL-2、IFN-γ水平显著上升,IL-4及IL-10水平显著下降(P<0.05),且具有浓度依赖性。
表3 各组大鼠皮损组织中细胞因子水平比较
3.4 各组大鼠耳部皮损组织TRL/NF-κB通路相关蛋白表达比较
图3表4示,各组大鼠皮损组织中TRL2、TRL4及p-NF-ΚB/NF-ΚB的表达比较差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,封髓丹加味治疗组大鼠皮损组织中TRL2、TRL4及p-NF-ΚB/NF-ΚB的表达显著下调(P<0.05),呈剂量依赖性。
注:a.对照组;b.模型组;c.封髓丹加味低剂量治疗组;d.封髓丹加味中剂量治疗组;e.封髓丹加味高剂量治疗组图3 各组大鼠皮损组织中TRL2、TRL4、p-NF-ΚB及NF-ΚB的蛋白印迹表达
表4 各组大鼠皮损组织中TRL2、TRL4及p-NF-ΚB/NF-ΚB表达比较
4 讨论
痤疮属于中医学“肺风粉刺”“粉刺”等范畴。虚阳上浮型痤疮病机为肺经血热、外遇风寒,引起血瘀凝滞,主要涉及肺、胃、脾、肾等脏,症状表现为面部红斑、灼热,手足冰冷、畏寒,舌红少苔等[8]。封髓丹出自郑钦安的《医理真传》,由黄柏、砂仁、甘草等组成,用于肾虚不固、风火相扇者,能够达到温肾降火、活血消肿的功效[9]。研究报道,封髓丹加味具有温肾潜阳、活血消肿之效,可有效改善红斑、灼热及水肿,可用于虚阳上浮型玫瑰痤疮的治疗[6]。本研究发现,封髓丹加味可有效改善痤疮大鼠耳廓增厚、红肿及丘疹症状,减轻耳廓皮损组织中炎性浸润、间质出血和水肿程度,可能与封髓丹加味中砂仁、黄柏、龟板、附片及甘草纳气归肾,茯苓皮、白茅根具有利水消肿之效有关[10]。现代药理研究也表明,封髓丹加味可能通过抑制神经血管免疫反应,减少痤疮患者症状[11-12]。
痤疮的发病机制具有多因素性和复杂性,主要因素有过度角化、炎症反应、皮脂腺调控异常等。近年来发现,免疫功能紊乱可能参与痤疮炎症的发生发展。痤疮形成过程中,角质形成细胞和皮脂腺细胞可表达多种细胞因子,如IL- 2、TNF- α及IFN-γ等,引起炎性细胞的趋化聚集[13]。Th1和 Th2细胞均为辅助性T细胞(helper T cell,Th),Th1细胞可分泌IL- 2、IFN-γ及肿瘤坏死因子-β等细胞因子,介导细胞免疫;Th2细胞可分泌 IL- 4、IL- 10及IL- 13等细胞因子,介导体液免疫[14]。IL- 4和IFN-γ是Th分化过程中的重要调控因子,Th1和Th2细胞可通过细胞因子相互调节、抑制,达到动态平衡。Mélanie Saint-Jean 等[15]研究指出,Th1/Th2 失衡在痤疮的发生发展中有关键作用,痤疮患者存在Th1/Th2失衡,且与患者病情严重程度密切相关。本研究发现,痤疮大鼠皮损组织中IL-2、IFN-γ水平明显下降,IL-4及IL-10水平明显上升,表明痤疮大鼠体内免疫模式由Th1细胞偏向Th2细胞。与崔力[16]等研究相符,提示封髓丹加味可纠正Th1/Th2失衡,从而减轻痤疮症状。
Th1/Th2分泌的细胞因子位于TRL/NF-κB信号通路下游,TRL/NF-κB信号通路可通过下游炎症因子调控免疫应答[17]。另外研究发现,角质形成细胞和皮脂腺细胞均可表达TRL2和TRL4,P.ances可激活TRLs的表达,从而活化NF-κB的表达,级联式放大炎症信号,破坏Th1和Th2 细胞因子的平衡,最终引起痤疮炎症[18]。本研究发现,封髓丹加味治疗后,痤疮大鼠皮损组织中TRL2、TRL4及NF-κB磷酸化水平显著降低,表明封髓丹加味可阻断TRL/NF-κB信号通路,调控Th细胞因子的释放,促使Th1和Th2细胞因子恢复平衡,从而改善痤疮大鼠的炎性皮损状态。
本研究初步探究了封髓丹加味对TRL/NF-κB信号通路及Th1/Th2平衡的影响,为阐明本方治疗痤疮的作用机制奠定了基础。但封髓丹加味方中成分较多,具体是哪种成分干预痤疮免疫尚不清楚;同时封髓丹加味治疗痤疮是否还具有其他作用机制,尚需进一步探究。