龙牡汤对急性湿疹大鼠Th1/Th2平衡、肥大细胞及皮肤屏障蛋白表达的影响研究*
2022-10-12迟慧彦孙洮玉王晶晶王清滢徐春英陶以成
迟慧彦 杨 斌 孙洮玉 王晶晶 王清滢 徐春英 陶以成△
(1.中国中医科学院西苑医院,北京 100091;2.北京中医药大学东直门医院,北京 100700)
湿疹是具有多形性皮损及明显渗出倾向的炎症性皮肤病,临床表现为剧烈瘙痒[1]。急性期湿疹皮损炎症反应及瘙痒发生,不但影响日间学习工作,还可致失眠、睡眠障碍等,严重影响患者的生活质量。我国湿疹患病率约为7.5%,儿童可达到18.71%[2]。湿疹的发病机制复杂多样,目前多认为是在机体内部因素如免疫功能异常、皮肤屏障功能障碍等基础上,夹杂外部因素综合作用的结果。根据病程将湿疹分为急性、亚急性及慢性3期,急性期表现为红斑、水肿乃至水疱,常有糜烂及渗出[3]。龙牡汤是黄尧洲教授治疗湿疹的经验方,临床疗效确切[4-6],无明显副作用且复发率低,但作用机制尚不清楚。本研究拟通过观察龙牡汤对急性湿疹大鼠皮肤组织病理改变,Th1/Th2免疫平衡,肥大细胞数量及皮肤屏障相关蛋白表达的影响,探讨中药对急性湿疹的防治机理及作用靶点。
1 材料与方法
1.1 实验动物
32只SPF级SD大鼠,雌雄各半,体质量220~250 g,由北京维通利华实验动物技术有限公司提供,动物生产许可证号:SCXK(京)2016-0001。动物适应性饲养3 d,自由进食标准大鼠饲料,自由饮水和摄食,室温(22±2)℃,湿度(50±10)%。
1.2 试药与仪器
龙牡汤(组成:生龙骨30 g,煅牡蛎30 g,骨碎补10 g,地肤子30 g,连翘15 g),饮片购自中国中医科学院西苑医院,煎制浓缩制成含生药量3.0 g/mL。白芍总苷胶囊(宁波立华制药,国药准字H20055058,规格0.3 g/片)。2,4-二硝基氯苯(DNCB)(天津光复精细化工,批号051001)。大鼠IgE、白细胞介素-2(IL-2)及白细胞介素-4(IL-4)酶联免疫吸附测定试剂盒(伊莱瑞特生物科技有限公司,货号分别为E-EL-RO348c、E-ELRO683c及E-EL-RO595c);E-caderin抗体(英国abcam公司,货号ab86005,批号GR174855-3);ZO-1抗体(英国abcam公司,货号ab221547,批号GR2437802-5);Claudin3抗体(英国abcam公司,货号ab15102,批号GR3637525-3);酶标山羊抗小鼠/兔IgG聚合物(北京中杉金桥,货号PV6000,批号2010D1217);Olympus BX53型显微镜(日本Olympus公司);Image-Pro Plus 6.0(美国Media Cybernetics公司)。
1.3 分组及造模
将32只SD大鼠随机分为4组,即正常组、模型组、龙牡汤组、白芍总苷组,每组8只。除正常组外,其余组采用DNCB法造模。第1日至第3日为致敏阶段,在大鼠背部涂抹50 μL的5%DNCB,每日1次,第4日至第9日为激发阶段,在大鼠背部涂抹50 μL的0.2%DNCB,每3日1次,共3次,正常组背部涂抹等体积基质溶液。模型建立约10 d,以大鼠皮肤出现红肿、红斑、渗出,挠抓现象,结合血清中嗜酸粒细胞百分比及IgE增高,证实模型成功。
1.4 给药方法
中药组从第10天开始给予龙牡汤灌胃,按大鼠体表面积换算,剂量为30 g/(kg·d),白芍总苷组给予白芍总苷药液灌胃,取药片溶于蒸馏水中,剂量为70 mg/(kg·d)。正常组和模型组以等量生理盐水灌胃。第24天取血后颈部脱臼法处死大鼠,切取相应背部皮肤组织,放入10%中性甲醛液中固定。
1.5 观察指标与方法
1.5.1 大鼠背部皮肤皮损状况评分 于造模完成当日(第10天)开始,以红斑、丘疹、表皮剥脱、鳞屑等项皮损表现作为皮炎损伤肉眼观察,记录第10天、第14天、第18天、第22天共4个时间点,按照表1标准进行皮损评分。
表1 皮损评分标准
1.5.2 血清IgE、IL-2及IL-4水平 麻醉大鼠,分离一侧颈总动脉,动脉取血5 mL,静置30 min后,3 000 r/min离心10 min,取上层血清保存于-80℃冰箱备用。应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测大鼠IgE、IL-2及IL-4的水平。
1.5.3 大鼠背部皮肤组织学观察 中性甲醛液固定皮肤组织48 h,制作成大小为2 cm×1 cm,厚0.3 cm的组织块,脱水、石蜡包埋,4 μm切片,常规苏木素-伊红(HE)染色后,光镜下观察皮肤组织形态学变化。
1.5.4 皮损组织肥大细胞数目 石蜡切片,二甲苯脱蜡,梯度乙醇,蒸馏水洗,甲苯胺蓝染液滴染30 min,自来水流水冲洗2 min,滤纸吸干水分,95%~100%乙醇快速脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。光镜下观察皮肤组织内肥大细胞数量。
1.5.5 免疫组化法染色测定E-cadherin、ZO-1及Claudin3的蛋白表达 石蜡包埋切片,厚度4 μm,烘箱70℃烤片1 h,二甲苯脱蜡,100%-95%-90%-80%梯度乙醇脱水,3%双氧水避光10 min以灭活内源性酶,pH6.0枸橼酸盐修复液高压热修复3 min,分别滴加E-cadherin、ZO-1及Claudin3抗体(浓度分别为1∶200,1∶100,1∶50),4℃孵育过夜;滴加二抗(酶标山羊抗小鼠/兔IgG聚合物),常温孵育30 min,DAB显色,镜下控制反应时间,染色完成后自来水冲洗,苏木素复染,80%-90%-95%-100%梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。光镜下观察,阳性为表皮细胞胞浆内棕黄色颗粒,阴性对照用PBS代替一抗,每张切片随机取5个高倍视野(400),Image-Pro Plus 6.0软件测定阳性信号的平均光密度(IOD)值。
1.6 统计学处理
应用SPSS25.0统计软件。符合正态分布的计量资料以()表示,组间比较采用单因素方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组大鼠各时间点背部皮肤皮损状况评分
见表2。与正常组相比,模型组大鼠皮肤皮损评分增加(P<0.05);与模型组相比,龙牡汤组及白芍总苷组皮损评分呈下降趋势,各时间点部分结果差异存在统计学意义(P<0.05),说明龙牡汤有改善炎症和修复皮肤损伤的作用。
表2 各组大鼠各时间点背部皮损评分比较(分,±s)
表2 各组大鼠各时间点背部皮损评分比较(分,±s)
注:与正常组比较,*P<0.05;与模型组比较,△P<0.05。下同。
组别正常组模型组龙牡汤组白芍总苷组n 8 8 8 8 10 d 2.07±0.54 9.46±1.73**9.59±1.62 9.80±1.96 14 d 2.14±0.56 10.01±1.79*8.39±1.98 8.74±2.14 18 d 2.17±0.49 10.66±1.83*7.48±1.45△7.68±1.50△22 d 2.01±0.68 10.82±2.03*7.03±1.39△7.43±1.43△
2.2 各组大鼠血清IgE、IL-2及IL-4水平比较
见表3。与正常组比较,模型组大鼠血清中IgE、IL-4明显上升,IL-2水平下降,差异均存在统计学意义(P<0.05);与模型组比较,龙牡汤组及白芍总苷组血清IgE、IL-4水平减低,IL-2增高,IL-4差异存在统计学意义(P<0.05)。
表3 各组大鼠血清IgE、IL-2及IL-4表达水平比较(±s)
表3 各组大鼠血清IgE、IL-2及IL-4表达水平比较(±s)
组别正常组模型组龙牡汤组白芍总苷组n8 8 8 8 IgE(U/mL)3.27±0.54 5.88±0.79**4.12±0.62**4.39±0.73**IL-2(ng/mL)78.44±9.35 57.01±11.08*62.32±9.85 64.04±10.32 IL-4(ng/mL)49.47±6.63 88.62±10.33*65.21±9.39△73.34±10.21△
2.3 各组大鼠皮肤组织形态学变化
光镜下观察可见:正常组大鼠皮肤组织如常,上皮层数未见增加,细胞未见变性,真皮层为疏松的纤维结缔组织,见少量血管及散在少量炎细胞;模型组大鼠表皮呈乳头状增生,棘层肥厚,上皮细胞水肿变性,间质血管增生,扩张、充血,炎细胞浸润明显。龙牡汤组和白芍总苷组皮肤组织损伤均有明显减轻,特别是龙牡汤组表现为上皮细胞水肿减少,间质炎症程度减轻。见图1。
图1 各组大鼠皮肤组织病理形态(HE染色,100倍)
2.4 各组大鼠皮肤组织肥大细胞数量
甲苯胺蓝染色法示肥大细胞位于皮肤组织真皮浅层,形状不规则,散在排列,胞质呈深蓝色空泡状。在100倍数视野下,统计各组肥大细胞数目。结果显示:与正常组(3.81±0.97)个比较,模型组肥大细胞为(11.02±2.23)个,较为密集,数量增多,差异有统计学意义(P<0.05)。龙牡汤组为(7.21±1.42)个,白芍总苷组为(7.64±1.83)个,两组均较模型组显著减少,差异有统计学意义(P<0.05)。见图2。
图2 各组大鼠皮肤组织肥大细胞数量改变(甲苯胺蓝染色,100倍)
2.5 各组大鼠表皮组织E-cadherin、ZO-1及Claudin3的蛋白表达
上皮屏障蛋白E-cadherin、ZO-1及Claudin3在各组大鼠皮肤组织均有表达,主要定位在表皮角化形成细胞的胞浆及胞膜。结果显示:与正常组比较,模型组E-cadherin、ZO-1及Claudin3表达水平明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。龙牡汤组E-cadherin、ZO-1表达水平较模型组显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。见图3,表4。
图3 各组大鼠表皮E-cadherin、ZO-1及Claudin3免疫组化蛋白表达(IHC,200倍)
表4 各组大鼠表皮E-cadherin、ZO-1及Claudin3蛋白表达比较(IOD值,±s)
表4 各组大鼠表皮E-cadherin、ZO-1及Claudin3蛋白表达比较(IOD值,±s)
组别正常组模型组龙牡汤组白芍总苷组n8 8 8 8 E-cadherin 1 035±124 755±143*873±109△820±129 ZO-1 1 123±145 668±151*807±122△798±144△Claudin3 863±97 635±137*707±101 694±108
3 讨论
湿疹为常见的免疫炎症性皮肤病,据统计,发达国家约有15%~20%的人口患有湿疹[7]。急性湿疹是湿疹常见临床类型之一,属于迟发型变态反应,在变应原诱导下,血管扩张,通透性增高,渗出增加导致组织水肿,同时肥大细胞数目增多、活化,嗜酸粒细胞浸润增加[8]。临床症状为红斑、丘疹和水疱,乃至渗出及糜烂,组织病理表现为皮肤的表皮、真皮结构有不同程度的破坏、损伤,表皮为角化过度,棘层肥厚,严重时表皮变性、坏死、脱落,糜烂及溃疡形成,真皮层组织水肿及嗜酸粒细胞、肥大细胞大量浸润等[9]。本次实验从组织病理结构层面观察发现,湿疹模型组大鼠表现为皮肤表皮组织增生,棘层肥厚,局部上皮细胞排列松散,角质层可见灶性糜烂,间质血管扩张充血,炎症浸润明显;同时免疫组化染色发现,真皮浅层肥大细胞数量增多。而在给予龙牡汤干预后,结果显示表皮层数减少,糜烂及炎症减轻,肥大细胞数目减少。
急性湿疹发生机制复杂,目前研究热点主要集中于机体内部因素,认为免疫功能异常和皮肤屏障功能障碍是急性湿疹发病的关键因素[10]。Th2细胞因子在IgE介导的免疫炎症中起中心作用,Th2细胞分泌的IL-4、IL-5、IL-13可诱导B淋巴细胞产生IgE,间接活化肥大细胞。细胞角质层细胞结构蛋白异常可导致皮肤屏障功能障碍,临床表现为皮肤干燥,对外界刺激敏感,使得变应原更容易透过皮肤,诱发级联免疫炎症反应,加重病情。E-cadherin属于钙离子依赖黏附素家族,ZO-1及Claudin3为紧密连接蛋白家族分子,均起封闭屏障作用,可防止溶液中分子沿细胞间隙渗入体内,保证内环境的相对稳定[11]。Owsiak等[12]揭示了细胞因子对细胞黏附分子、紧密连接蛋白等功能性皮肤屏障的影响。实验给予白细胞介素-17诱导角质形成细胞,发现丝聚蛋白mRNA水平显著降低,此外,参与细胞黏附的基因包括E-cadherin、ZO-1表达也降低。本次实验发现,与正常组比较,急性湿疹大鼠血清中IgE、IL-4水平增加,IL-2下调,龙牡汤则对于IgE、IL-4水平有明显的提升作用。此外,作为表皮屏障的客观标志,E-cadherin、ZO-1及Claudin3在湿疹大鼠皮肤组织上的蛋白表达均受到抑制,而龙牡汤能够有效改善此状况,显著升高E-cadherin、ZO-1的表达。
中医归湿疹为“湿疮”“浸淫疮”“绣球风”范畴,认为[13]湿疹发病主因先天禀赋不耐,皮肤腠理不固,外界风、湿、热邪侵袭而发病。后天饮食不节,过食辛辣鱼腥动风之品,伤及脾胃,脾失健运,致湿热内生。内外合邪,两相搏结,蕴结肌肤。其病因病机大多归于风湿蕴热、脾虚湿盛、血虚风燥等,治疗上多以清热祛风、健脾利湿、养血润燥等为主。而黄尧州主任医师在40多年的临证治疗湿疹中发现,湿疹患者的主要特征是顽固性瘙痒,但痒易扰心神,因此患者多伴有失眠、烦躁、情绪加重等证候,因此根据《素问·至真要大论》中病机十九条所言“诸痛痒疮,皆属于心”,创新性地提出了“从心论治”湿疹的治疗方法,创立了以龙牡汤为主方的镇心安神法治疗湿疹方案[14],取得了良好的临床疗效。该方以3味药为主,为生龙骨、煅牡蛎、骨碎补。方中重用生龙骨为君、煅牡蛎为臣,共奏重镇心安神、益阴潜阳之功;骨碎补能补先天禀赋之不足,佐助君臣。诸药合用,药少力专,心神宁、瘙痒止。以3味药为基础方,临床可以加减运用。现代医学认为龙牡汤中所含主药生龙骨、煅牡蛎含有大量钙盐,骨碎补能够促进机体对钙吸收,3药合用能提高血钙浓度[15],有利于降低毛细血管通透性,减少血浆渗出,从而抑制炎症反应;同时钙质还可降低神经兴奋性和机体敏感性,提高机体的耐受能力。
《灵枢·本神》云“心藏神”,《素问·至真要大论》所云“诸痛痒疮,皆属于心”。唐王冰曰“心寂则痛痒微,心躁则痛痒甚,百端之起,皆自心生,痛痒疮疡生于心也”。说明了心神不安、心燥可以导致痛痒更甚,也明确指出了心神和和湿疹严重程度的密切关系。隋代巢元方在《诸病源候论》中也明确提出“浸淫疮,是心家有风热,发于肌肤”,说明了心火旺盛、心家有风热可以导致浸淫疮。中医基础理论认为“心主神志、心主血脉”。《素问·灵兰秘典论》有云“心者,君主之官,神明出焉”。从心论治法采用镇心安神以去心火、安神明,使血脉通顺,气血畅行,心神安定,邪风得除,痒亦可止。从现代医学的角度来看,镇心安神方可以改善患者睡眠以及躁动不安、注意力不集中等症状,并且减轻皮肤炎症,提高患者的生活质量。本方不拘泥于传统健脾、清热利湿、养血润燥等治疗方法,而重视心神的调养,立法以镇心安神为主,又不乏清心祛火、止痒补肾之义,药少力专。
综上所述,本实验说明龙牡汤能够显著调节湿疹急性期大鼠免疫炎症状态,纠正内外免疫紊乱,改善上皮组织损伤,增强皮肤屏障功能,从而达到减轻瘙痒、预防复发的目的。