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风湿宁胶囊对胶原诱导性关节炎大鼠的治疗作用及机制研究

作　者: 马艳苗
导　师: 周然
学　校: 湖北中医药大学
专　业: 方剂学
关键词: 风湿宁胶囊 类风湿关节炎 免疫调节 活性氧 细胞凋亡
分类号: R259
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)是一种以滑膜炎症、骨骼和软骨破坏及滑膜组织增殖为特征的自身免疫性疾病。RA的发病机制不仅涉及T淋巴细胞活化,而且与机体的氧化应激状态及线粒体功能失活参与调控细胞凋亡进程密切相关。近年来的研究表明活性氧(Reactive oxygen species,ROS)在RA的防治中发挥着重要的作用。在许多组织中,ROS引发的氧化应激破坏线粒体呼吸链,损伤线粒体并导致细胞衰老和死亡。而对于RA类肿瘤样增生的滑膜组织而言,诱导ROS表达或生物活性的发挥,能够上调促凋亡蛋白的表达,促进线粒体通透性转运孔的开放,激活天冬氨酸特异的半胱氨酸酶(caspase),诱导过度增殖的滑膜细胞走向凋亡,这无疑将成为遏制RA病情发展的一个重要环节,有利于RA的防治。风湿宁胶囊(以下简称风湿宁,FSN)主要用于治疗寒湿兼瘀血阻络型痹症,经十余年临床应用证实其对RA疗效显著。前期已开展的实验研究表明,FSN具有抗炎、镇痛、免疫调节等药理作用,在抗RA方面具有良好的应用前景,但其发挥抗炎、免疫调节的分子机制尚未明了,特别是其抗RA的机制是否与诱导过度增殖的滑膜细胞凋亡有关目前尚未明确。为此,我们针对这一问题进行了一系列研究,探讨了FSN对免疫功能的调节及其促进滑膜细胞凋亡的分子机理,结果显示,FSN可调节炎症因子的分泌和恢复Th1/Th2、CD4+/CD8+平衡,而且能够通过升高体内活性氧的表达来诱导过度增殖的滑膜细胞经线粒体途径实现凋亡,而后者很可能是FSN抗RA的一个新机制。目的：以牛II型胶原诱导的大鼠为模型,从CIA大鼠的足肿胀度、关节指数、病理组织形态学改变、细胞因子、T淋巴细胞亚群等方面考察FSN的抗炎及免疫调节作用,阐明其可能的分子机制。观察风湿宁胶囊对CIA大鼠滑膜细胞是否具有促凋亡作用并从活性氧的生成、线粒体功能、Bcl-2、caspase等角度探讨其可能的作用机制。方法：大鼠足跖皮内注射弗氏完全佐剂诱发CIA模型；以FSN0.33.0.66、1.32g-kg-ig给药,持续30d,0.03g·kg-1雷公藤多苷为阳性对照。采用足容积法测量足肿胀度；利用关节炎指数对大鼠关节损伤程度进行评价；称重法测定大鼠体重、脾、胸腺的重量；光学显微镜下观察关节组织病理学变化；拍摄关节X线片；ELISA法检测血清TNF-α、IL-1、IFN-γ、IL-4、IL-10含量；流式细胞术检测T淋巴细胞亚群水平。透射电镜下观察大鼠滑膜细胞的超微结构；Fe2++H2O2系统检测羟自由基含量；紫外分光光度法检测滑膜ATP含量、caspase-3、caspase-9活性；ELISA法检测滑膜上清液中Cytc的水平；免疫组化法检测滑膜组织VEGF、Bcl-2、Bax的表达；RT-PCR检测凋亡相关基因caspase-3、caspase-9mRNA的表达水平；Bradford蛋白浓度法测定滑膜蛋白的浓度；Western blot法检测滑膜caspase-3、caspase-9p35、VDAC1、AIF蛋白表达变化。结果：1、FSN对CIA大鼠具有治疗作用,其抗炎及免疫调节作用与降低Thl细胞分泌的IL-1、TNF-α、IFN-γ等炎性细胞因子水平,升高Th2细胞分泌的抗炎细胞因子IL-4、IL-10含量及恢复CD4+/CD8+平衡密切相关。此外,在血管微环境方面,证实了CIA大鼠高表达的VEGF蛋白在FSN用药干预后表现出不同程度地降低趋势,血管翳的形成和滑膜细胞的生长得到抑制。FSN (0.66、1.32g-kg-1)能够明显抑制CIA大鼠足肿胀、减轻关节疼痛、多发性关节炎等症状,减缓CIA大鼠体重的下降；光镜下观察到关节滑膜组织轻度增生、炎细胞浸润及滑膜组织新生血管减少、血管翳减轻、偶见少量纤维增生、骨及软骨受损程度减轻；FSN能够不同程度地下调Thl细胞分泌的IL-1、TNF-α、IFN-γ水平,上调Th2细胞分泌的IL-4、IL-6、IL-10水平,并降低CIA大鼠的胸腺指数；流式结果也表明,FSN能恢复CIA大鼠CD4+/CD8+比值,降低CD4+T淋巴细胞的水平。2、FSN上调CIA大鼠滑膜组织ROS的表达CIA大鼠滑膜组织中ROS含量降低,FSN给药(0.33、0.66、1.32g·kg-1,ig,d30)后ROS的表达增高,而FSN升高CIA大鼠ROS水平是其调节线粒体膜通透性转运孔开放、滑膜细胞内ATP水平及线粒体跨膜电位、影响滑膜细胞凋亡进程、抑制免疫亢进、发挥其治疗作用的特点之一。3、FSN通过影响信号转导途径诱导滑膜细胞凋亡FSN体内给药后CLA大鼠滑膜细胞基本结构恢复正常且能够抑制间质胶原纤维的异常增生,改善线粒体的肿胀或空泡变性状态；Western-blot结果显示,FSN可促进VDAC1蛋白表达量升高；紫外分光光度法结果表明FSN用药组的ATP含量显著降低；而在滑膜组织匀浆的上清液中检测到FSN (0.66g-kg-1)的Cytc释放量明显增多；免疫组化结果表明,随着剂量的增大,FSN给药组滑膜细胞的Bcl-2阳性表达逐渐减少,呈下降趋势,Bax日性细胞的表达明显增多；经RT-PCR、Western-blot证实,FSN干预后的CIA滑膜组织中,caspase-3、caspase-9p35、AIF的表达明显上调；caspase酶活性试验数据也表明,caspase-3、caspase-9活性在FSN给药前后有显著差异。结论：1、FSN对CIA大鼠多发性关节炎症具有明显的改善作用。FSN抑制CIA大鼠体内炎性细胞因子IL-1、TNF-α、IFN-γ的分泌,促进抗炎细胞因子IL-4、IL-6、IL-10的生成,降低CD4+/CD8+及抑制VEGF蛋白表达,是其发挥调节CIA大鼠亢进的免疫功能效应的关键。2、FSN通过调节体内ROS的生成影响滑膜线粒体功能及Th细胞的分化,促进经caspase依赖性途径、AIF途径的细胞凋亡,抑制滑膜的过度增殖,从而发挥其治疗作用。3、线粒体功能改变导致滑膜细胞凋亡参与了FSN防治RA的病理生理改变,表现为：线粒体在ROS的刺激下,促进VDAC1通道开放,影响MPTP的开放及ATP等能量物质的逸出,造成线粒体呼吸链抑制、膜电位丧失,释放Cytc和AIF,引发细胞凋亡的两条途径：一条需要Bcl-2家族和caspase酶依赖性参与,激活caspase-9和下游的caspase-3,导致细胞凋亡；另一条是需要AIF调节的多聚聚合酶途径的参与。在这一过程中,抗凋亡因子Bcl-2和促凋亡因子Bax蛋白通过与VDAC1的结合,调节凋亡进程。因此,线粒体功能改变可能在滑膜细胞凋亡中发挥了重要作用。

全文目录


中文摘要  6-10
ABSTRACT  10-15
缩略词表  15-18
前言  18-20
第一部分 风湿宁胶囊对CIA大鼠的治疗作用  20-63
  1. 材料  20-22
    1.1 药品与试剂  20-21
    1.2 动物  21
    1.3 仪器  21-22
  2 方法  22-26
    2.1 CIA大鼠模型的建立  22
    2.2 分组及给药  22-23
    2.3 指标检测  23-26
    2.4 统计学分析  26
  3. 结果  26-43
    3.1 一般情况观察  26-27
    3.2 FSN对CIA大鼠体重的影响  27-28
    3.3 FSN对CIA大鼠不同时间点原发性病变的影响  28-29
    3.4 FSN对CIA大鼠关节炎症积分的影响  29-30
    3.5 FSN对CIA大鼠继发关节炎症积分的影响  30-31
    3.6 FSN对CIA大鼠免疫器官的影响  31-32
    3.7 FSN对CIA大鼠滑膜组织病理学变化的影响  32-36
    3.8 大鼠关节影像学表现  36-38
    3.9 FSN对CIA大鼠外周血T淋巴细胞亚群表达水平的影响  38-40
    3.10 FSN对CIA大鼠细胞因子水平的影响  40-42
    3.11 FSN对免疫组化法检测大鼠滑膜VEGF表达的影响  42-43
  4 讨论  43-56
    4.1 中西方医学对类风湿关节炎的认识与防治  43-49
    4.2 RA模型的选择  49-50
    4.3 调节免疫功能是FSN对CIA大鼠发挥治疗作用的重要途径之一  50-55
    4.4 FSN对CIA大鼠机体微环境的作用  55-56
  参考文献  56-63
第二部分 风湿宁胶囊通过影响信号转导途径诱导CIA大鼠滑膜细胞凋亡  63-106
  1. 材料  64-68
    1.1 主要药品与试剂  64-65
    1.2 主要溶液的配制  65-67
    1.3 动物  67
    1.4 仪器与设备  67-68
  2. 实验方法  68-78
    2.1 CIA大鼠模型的建立  68-69
    2.2 分组及给药  69
    2.3 关节标本的收集与处理  69
    2.4 透射电镜观察CIA大鼠滑膜细胞凋亡情况  69
    2.5 FSN诱导CIA大鼠滑膜细胞凋亡机理的研究  69-78
  3. 结果  78-90
    3.1 FSN对CIA大鼠滑膜细胞超微结构的影响  78-79
    3.2 FSN诱导CIA大鼠滑膜细胞凋亡机理的研究  79-90
  4. 讨论  90-99
    4.1 FSN可诱导CIA大鼠滑膜巨噬细胞样细胞、成纤维样细胞的凋亡,抑制滑膜细胞的异常增殖是FSN发挥其治疗作用的主要机制之一  90-92
    4.2 FSN影响CIA大鼠ROS的表达可能是其发挥作用的主要机制之  92-94
    4.3 诱导线粒体失活介导细胞凋亡(影响细胞凋亡的线粒体途径)可能是FSN体内给药遏制CIA多发性滑膜炎的关键  94-98
    4.4 FSN下调AIF的活性,可能是其诱导滑膜细胞凋亡的机制之一  98-99
  参考文献  99-106
结语  106-108
展望与不足  108-109
附录 中医药治疗类风湿关节炎凋亡机制的研究进展  109-123
  参考文献  117-123
个人简历  123-125
致谢  125

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