張超賢,郭李柯,郭曉鳳
(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,河南衛(wèi)輝 453100;2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院口腔內(nèi)科,河南衛(wèi)輝 453100;3.杭州市第六人民醫(yī)院肝病科,浙江杭州 310014)
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)的病因和發(fā)病機制與免疫功能紊亂有密切的聯(lián)系。促炎細(xì)胞因子上調(diào),可誘導(dǎo)和促進(jìn)炎癥發(fā)生,在UC的形成中起重要作用,而且這些細(xì)胞因子的表達(dá)和分泌量均與UC疾病的炎癥程度呈正相關(guān)。TNF-α和IL-1β是兩種重要的促炎細(xì)胞因子,通過免疫組化染色已證實TNF-α、IL-1β蛋白在UC腸黏膜細(xì)胞中呈高表達(dá)狀態(tài)[1-2];核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)廣泛存在于各種細(xì)胞中,可調(diào)控多種基因、細(xì)胞因子及生長因子的轉(zhuǎn)錄表達(dá),參與調(diào)控機體免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡及腫瘤形成等多種生理和病理過程,與UC關(guān)系密切。國內(nèi)外研究表明,NF-κB在UC患者機體內(nèi)呈現(xiàn)過度激活狀態(tài),導(dǎo)致并調(diào)控UC患者TNF-α、IL-1β等細(xì)胞因子過度和持續(xù)表達(dá),從而參與了UC的發(fā)生和發(fā)展。toll樣受體4(TLR4)NF-κB和PI3K/AKT/NF-κB信號通路是活化NF-κB的兩條重要途徑[3-4]。電針對UC有良好的治療效果[5],但這種作用是否與其阻斷 TLR4/NF-κB 和 PI3K/AKT/NF-κB 信 號 通路、抑制NF-κB活性及下游促炎細(xì)胞因子的表達(dá)有關(guān)尚不清楚。本研究以三硝基苯磺酸(TNBS)誘導(dǎo)大鼠 UC,以 TLR4單克隆抗體(TLR4mAb)和PI3K/AKT特異性抑制劑LY294002作為治療對照組,觀察電針對UC大鼠結(jié)腸黏膜病理組織學(xué)、TLR4/NF-κB和 PI3K/AKT/NF-κB通路和下游促炎細(xì)胞因子表達(dá)的影響,進(jìn)一步探討電針治療UC的作用機制。
1.1 材料 成年雄性健康清潔級 Wistar大鼠240只,體質(zhì)量180~220g(由新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供)。2、4、6-三硝基苯磺酸(TNBS,Sigma公司);LY294002(美國Promega公司);TLR4mAb(Biolegend公司)。DelDoc2000凝膠掃描儀(BLO-Rad公司,美國);Trizol試劑 (美 國Invitrogen 公 司);TLR4、PI3K、AKT、NF-κB、TNF-α、IL-1β及 β-actin基因引物(上海生工生物工程公司);RT-PCR(一步法)試劑盒(寶生物工程有限公司);NE-PER核蛋白-胞漿蛋白抽提試劑盒購自美國Thermo Scientific公司;抗磷酸化 Akt(ser473)抗體購自 CellSignalingTechnology;NF-κB兔抗鼠多克隆一抗和 HRP羊抗兔二抗購自美國Santa Cruz公司。
1.2 動物分組與模型制作 SD大鼠術(shù)前禁食24h,自由飲水,隨機分為6組:正常對照組、模型組、電針組、TLR4單克隆抗體(TLR4mAb)組、LY294002組、TLR4mAb+LY294002聯(lián)合治療組,每組各40只。正常對照組不造模,模型組和治療組參考文獻(xiàn)[6]的方法造模,腹腔注射100g/L的水合氯醛使大鼠輕微麻醉,而后將一直徑2.0mm、長約12cm的硅膠管用石蠟油潤滑,由肛門輕緩插入大鼠體內(nèi)深約8cm,緩慢注入含100mg/kg TNBS的等容積無水乙醇溶液,然后提起大鼠尾部,持續(xù)倒置10min,使造模劑充分滲入大鼠腸腔內(nèi)。造模后,自然清醒,自由飲食。造模后第3天,各組開始給藥,連續(xù)4周。電針組取雙側(cè)足三里穴,采用華佗牌30號半寸毫針,針尖圓滑,針刺時大鼠固定為仰臥位,對足三里穴做常規(guī)消毒,術(shù)者右手持針,針體與皮膚呈90°刺入皮下,進(jìn)針深度為0.5cm,連接G6805電針治療儀,將電針儀調(diào)整如下:調(diào)整輸出調(diào)節(jié)旋鈕置于1檔(即輸出電壓為1V保持不變)頻率20Hz,每次留針30min,每日2次,1周為一療程,療程間休息2~3d,共4周。TLR4mAb組、LY294002組分別按5μg/(100g·d)和30μg/(100 g·d)腹腔注射。正常組和模型組以等體積8.5g/L氯化鈉灌腸。在造模過程中模型組和LY294002組各死亡1只。實驗4周后,末次給藥24h后,脫頸椎法處死大鼠,取距肛門8cm結(jié)腸,沿縱軸剪開,刮取腸黏膜組織,即置于液氮中速凍,轉(zhuǎn)入-70℃冰箱保存。
1.3 UC疾病活動指數(shù)(disease activity index,DAI)[7]在造模過程中,每天稱重,記錄大便情況,檢測便潛血、計算DAI。DAI結(jié)合大鼠的體質(zhì)量下降百分率(體質(zhì)量不變?yōu)?,1~5為1分,5~10為2分,10~15為3分,大于15為4分)、大便黏稠度(正常為0,松散的大便為2分,腹瀉為4分)和大便出血(正常0分,隱血陽性為2分,顯性出血為4分)3種情況進(jìn)行綜合評分,將3項結(jié)果的總分除以3即得到DAI值。即DAI=(體重指數(shù)+大便形狀+出血情況)/3。
1.4 結(jié)腸黏膜損傷指數(shù)(colonic mucosa damage index,CMDI)[8]肉眼觀察結(jié)腸病變組織腸黏膜形態(tài),以正常、糜爛、潰瘍分級描述,進(jìn)行結(jié)腸黏膜大體形態(tài)損傷指數(shù)評分:0分:無損傷;1分:輕度充血、水腫,表面光滑,無糜爛或潰瘍;2分:輕、中度充血、水腫、糜爛,無潰瘍;3分:高度充血水腫,黏膜表面有壞死及潰瘍形成,潰瘍最大縱徑<1cm,腸壁增厚或表面有壞死及炎癥;4分:在3分基礎(chǔ)上潰瘍最大縱徑>1cm,或全腸壁壞死。
1.5 組織學(xué)損傷指數(shù)(tissue damage index,TDI)[9]取病變最明顯處組織置于100mL/L甲醛溶液固定,常規(guī)石蠟包埋,HE染色,用于結(jié)腸組織形態(tài)觀察、光鏡觀察。評分標(biāo)準(zhǔn)如下:①炎細(xì)胞浸潤:無0分,輕度1分,重度2分;②浸潤深度:黏膜層1分,黏膜和黏膜下層2分,結(jié)腸全層3分;③潰瘍深度:無0分,上皮1分,黏膜固有層2分,黏膜肌層3分。
1.6 核蛋白、胞質(zhì)蛋白的提取 剪取結(jié)腸組織20 mg,4℃組織勻漿,500×g離心3min棄上清,加入CERⅠ200μL,高速渦旋15s,冰浴10min,加入CERⅡ11μL,渦旋5s,冰上孵育 min,渦旋5s,4℃1 600×g離心5min,取上清即為胞質(zhì)蛋白,將沉淀用預(yù)冷的NER 100μL重懸,渦旋5s,冰浴10min,并重復(fù)4次,最后4℃1 600×g離心10min,取上清即為胞核蛋白。
1.7 Western blot法檢測結(jié)腸組織AKT的表達(dá) 取100μg胞質(zhì)蛋白樣品于100g/L SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳,然后轉(zhuǎn)印至PVDF膜,用封閉液(50g/L脫脂奶粉、0.05%Tween-20TBS)封閉后,加抗磷酸化Akt抗體(1∶1 000)、抗 Akt抗體(1∶1 000)孵育,4℃過夜。次日,再與辣根過氧化物酶標(biāo)記的相應(yīng)二抗于室溫孵育2h。最后,加ECL,X光曝片顯影,凝膠成像系統(tǒng)分析吸光度(A)比值。
1.8 Western blot法檢測結(jié)腸組織活化NF-κB的表達(dá)
用CBA蛋白濃度測定盒進(jìn)行蛋白定量后,每孔上樣50μg,蛋白樣品與上樣緩沖液共同煮沸3min,采用50g/L濃縮膠和12分離膠,100V,100min轉(zhuǎn)至PVDF膜,50g/L脫脂牛奶室溫封閉2h,一抗1∶1 000,4℃過夜。二抗1∶2 000,室溫4h,采用GAPDH作內(nèi)參,化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象于X光片。
1.9 TLR4mRNA的檢測 用 Trizol(Invitrogen公司)抽提RNA后,采用RT-PCR法檢測TLR4mRNA,TLR4mRNA引物序列:上游5′-TGGATACGTTTCCTTATAAG-3′,下游5′-GAAATGGAGGCACCCCTTC-3′,擴增產(chǎn)物長度508bp。內(nèi)參β-肌動蛋白序列:上 游 5′-ATCATGTTTGAGACCTTCAACA-3′,下 游5′-CATCTCTTGCTCGAAGTCCA-3′,擴 增 產(chǎn) 物 長 度250bp。RT反應(yīng)條件為:30℃反應(yīng)10min;50℃30 min滅活轉(zhuǎn)錄酶;99℃5min。TLR4mRNA擴增條件為:94℃預(yù)變性2min;94℃變性1min,62℃退火1min,72℃延伸1min,循環(huán)30次;72℃延伸8min。PCR產(chǎn)物在20g/L的瓊脂糖凝膠中電泳,加樣量為5μL。分析PCR產(chǎn)物,測定擴增帶(目的條帶和βactin)的吸收度值,計算TGF-β1mRNA與β-肌動蛋白的吸光度比值。
1.10 PI3KmRNA的檢測 Trizol試劑提取組織總RNA,采用 RT-PCR法檢測 PI3KmRNA,PI3K mRNA 引 物序 列:上 游:5′-CATCACTTCCTCCTGCTCTAT-3′,下游:5′-CAGTT2GTTGGCAATCTTCTTC-3′,擴增產(chǎn)物長度377bp。β-actin引物序列:上 游:5′-CAGAGCAAGAGAGGCATCC-3′,下游:5′-CTGGGGTGTTGAAGGTCTC-3′,擴增產(chǎn)物長度217bp。擴增條件為:95℃預(yù)變性5min后進(jìn)入30個循環(huán)(94℃0.5min,56℃1min,72℃1min),最后72℃延伸7min;擴增產(chǎn)物在18g/L瓊脂糖凝膠上電泳分離,并在圖像分析軟件中計算每個樣本擴增產(chǎn)物與β-actin的灰度比值。
1.11 AKT mRNA的檢測 取結(jié)腸組織用Trizol試劑提取大鼠結(jié)腸總RNA并測定純度后,在逆轉(zhuǎn)錄酶(MLV)催化下合成cDNA,以適量cDNA為模板在Taq DNA聚合酶催化下進(jìn)行PCR擴增。AKT mRNA引物序列:上游:5′-AAACCTGGCGGCCACGCTAC-3′,下 游:5′-TTGGCCAGGGCCACCTCCAT-3′,擴增產(chǎn)物長度361bp。GAPDH為內(nèi)參照,其上引 物:5′-TCTCCGCCCCTTCCGCTGAT-3′,下 游:5′-CCACAGCCTTGGCAGCACCA-3′,擴增片段為291bp。擴增條件為:預(yù)變性95℃2min后,進(jìn)入循環(huán),95℃ 20s、59℃ 25s、72℃ 30s,45個循環(huán)后72℃延長5min。將PCR產(chǎn)物在20g/L瓊脂糖凝膠中進(jìn)行電泳,置于MUVB。20凝膠圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行吸光度掃描,以GADPH為內(nèi)參照,用目的基因的吸光度與GAPDH吸光度的比值代表目的基因的相對表達(dá)含量。
1.12 NF-κB mRNA的檢測 Trizol試劑盒提取大鼠結(jié)腸組織總 RNA,NF-κB mRNA(178bp)引物序列為上游引物:5′-CAAGATCTGCCGAGTAAACC-3′,下 游 引 物:5′-TCGGAACACAATGGCCACTT-3′。擴增產(chǎn)物全長178bp。以GAPDH作為內(nèi)參照,其引物序列為上游引物:5′-AGAACGGGAAGCTCACTGG-3',下 游 引 物:5′-TCCACCACCCTGTTGCTGGA-3′,擴增產(chǎn)物全長307bp。PCR反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性2min,94℃變性30s,57℃復(fù)性30s,72℃延伸1min,30個循環(huán)后,72℃補充延伸5min。上述反應(yīng)結(jié)束后將PCR擴增產(chǎn)物4℃冰箱保存?zhèn)溆?。取PCR產(chǎn)物5μL,15g/L瓊脂糖凝膠電泳,紫外燈下照相,在圖像分析系統(tǒng)上進(jìn)行密度掃描,用NF-κB基因擴增產(chǎn)物的密度與GAPDH基因擴增產(chǎn)物的密度比值表示NF-κB mRNA的表達(dá)水平。
1.13 TNF-αmRNA的檢測 Trizol試劑盒提取大鼠結(jié)腸組織總RNA,TNF-α的上、下游引物分別為:上 游 5′-CGAGTGACAAGCCCGTAGCC-3′;下 游為:5′-GGATGAACACGCCAGTCGCC-3′,擴 增 產(chǎn)物全長255bp,β-actin的上游引物:5′-GAGACCTTCAACACCCAGCC-3′;下游引物為:5′-GCGGGGCATCGGAACCGCTCA-3′,擴增產(chǎn)物全長374bp。擴增條件為:94℃預(yù)變性5min,94℃變性30s,退火TNF-α為54℃,β-actin為55℃,72℃延伸60s,30個循環(huán),最后72℃延伸10min,擴增產(chǎn)物進(jìn)行15g/L瓊脂糖電泳,UVP凝膠顯像儀掃描并進(jìn)行圖像分析。用目的基因與β-actin吸光度的比值代表目的基因的相對表達(dá)含量。
1.14 IL-1βmRNA的檢測 Trizol試劑盒提取大鼠結(jié)腸組織總RNA,IL-1β引物序列如下:上游5′-CTCTGCTTGAGAGGTGCTGATGTAC-3′,下 游5′-CTGTATCCATCGACGGTGTCGAAG-3′。擴增產(chǎn)物全長519bp,β-actin序列如下:上游5′-CCTAGCACCATGAAGATCAA-3′。下游5′-AGCCATGCCAAATGTCTCAT-3′,擴增產(chǎn)物全長253bp,擴增條件為:預(yù)變性94℃4min,循環(huán),94℃變性60s,58℃45s,72℃45s,共38個循環(huán),72℃延伸10 min,取10μL PCR擴增產(chǎn)物,以DL2000作為分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行12g/L的瓊脂糖凝膠電泳(含0.5mg/L EB)。電泳后進(jìn)行凝膠電泳圖像掃描分析。電泳結(jié)果以IL-1βmRNA的表達(dá)相對量來表示,即IL-1βmRNA/β-actin的比值來表示。
1.15 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 11.5統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組兩兩比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA),組間析因分析用LSD檢驗,相關(guān)分析采用直線相關(guān)的積差相關(guān)分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 電針對UC大鼠DAI、CMDI及TDI的影響正常對照組大鼠大便正常、體質(zhì)量增加、毛發(fā)有光澤、活動均正常;結(jié)腸膜黏上皮完整、連續(xù),黏膜下無充血水腫,腺體排列整齊,未見顯著炎性細(xì)胞浸潤。模型組大鼠精神萎靡,毛發(fā)無光澤,懶動,常卷縮而臥,飲食量減少,體質(zhì)量下降,出現(xiàn)黏液稀糞,且逐漸加重。大體形態(tài)觀察可見腸道粘連,局部結(jié)腸黏膜不同程度充血、水腫、糜爛和潰瘍形成。HE染色觀察見結(jié)腸黏膜結(jié)構(gòu)遭嚴(yán)重破壞,部分區(qū)域黏膜壞死、脫落,有些病變深達(dá)黏膜下層、肌層或漿膜層;黏膜內(nèi)腺體排列紊亂或缺如,細(xì)胞高度水腫,充血明顯,并呈局灶性出血,細(xì)胞間質(zhì)可見大量炎性細(xì)胞浸潤(P<0.01)。各治療組大鼠毛色、精神及活動度較模型組健康,其腹瀉、便血癥狀都有不同程度的減輕,治療組在潰瘍數(shù)、糜爛點個數(shù)均較模型組明顯減少,同時炎癥細(xì)胞浸潤和杯狀細(xì)胞減少程度也減輕(P<0.05或P<0.01)。其中電針組和T&L組治療效果優(yōu)于單用TLR4mAb或LY294002組(P<0.05),電針組與 T&L組在各項檢測指標(biāo)的比較中大體相當(dāng)(P>0.05,表1、圖1)。
表1 各組大鼠DAI、CMDI及TDI的比較Tab.1 Comparison of DAI,CMDI and TDI among the 6groups(±s)
表1 各組大鼠DAI、CMDI及TDI的比較Tab.1 Comparison of DAI,CMDI and TDI among the 6groups(±s)
與正常組比較,*P<0.01;與模型組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01;與TLR4mAb組比較,△P<0.05;與LY294002組比較,#P<0.05。
組 別 例數(shù)DAI CMDI TDI正常組40 0 0 0模型組 39 9.86±2.49* 7.65±2..23* 11.35±9.04*TLR4mAb組 40 7.54±1.27▲ 5.70±1.85▲ 8.29±1.63▲LY294002組 39 7.59±4.60▲ 5.67±3.62▲ 8.26±5.47▲T&L組 40 5.63±2.57▲▲△# 3.26±0.47▲▲△# 5.41±3.52▲▲△#電針組 40 5.59±1.36▲▲△# 3.28±0.61▲▲△# 5.38±2.91▲▲△#
圖1 各組結(jié)腸組織的HE染色Fig.1 HE staining of rat colon tissues in the 6groups(×100)
2.2 電針對大鼠結(jié)腸組織TLR4mRNA、PI3KmRNA、P-AKT、活 化 NF-κB、TNF-α mRNA 及 IL-1β mRNA表達(dá)的影響 模型組結(jié)腸組織TLR4mRNA、PI3KmRNA、AKT mRNA、P-AKT、活化 NF-κB、TNF-αmRNA及IL-1βmRNA較正常對照組顯著增高 (P<0.05 或 P<0.01));TLR4mAb 組TLR4mRNA表達(dá)較模型組明顯下降(P<0.01),LY294002組PI3KmRNA、AKT mRNA、P-AKT低于模型組(P<0.05或 P<0.01),而在電針組和T&L組 TLR4mRNA、PI3KmRNA、AKT mRNA及P-AKT表達(dá)均明顯低于模型組(P<0.05或P<0.01);與上述變化相對應(yīng),各治療組活化 NF-κB、TNF-αmRNA、IL-1βmRNA表達(dá)均明顯降低(P<0.05或P<0.01),電針組和T&L組這3項指標(biāo)優(yōu)于TLR4mAb組和LY294002組,電針組與T&L組在各項檢測指標(biāo)的比較中大體相當(dāng)(P>0.05),活化NF-κB與TNF-αmRNA及IL-1βmRNA表達(dá)呈正相關(guān)(r1=0.579,P<0.05;r2=0.561,P<0.05,圖2、表2)。
圖2 各組結(jié)腸組織P-AKT、NF-κB、TLR4mRNA、PI3KmRNA、AKT mRNA、NF-κB mRNA、TNF-αmRNA和IL-1β mRNA的表達(dá)Fig.2 Expressions of P-AKT,NF-κB,TLR4mRNA,PI3KmRNA,AKT mRNA,NF-κB mRNA,TNF-αmRNA and IL-1βmRNA in rat colon tissues in the 6groups
TNF-α是由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種細(xì)胞因子,具有廣泛的生物學(xué)活性,除抗腫瘤外,對免疫反應(yīng)、機體代謝、炎癥反應(yīng)均有重要的調(diào)節(jié)介導(dǎo)作用[10]。TNF-α參于UC致病作用主要是使中性粒細(xì)胞聚集、內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)上調(diào)及引起凝血酶原效應(yīng)等。在腸道中介導(dǎo)黏膜損傷的作用,同時可刺激炎癥細(xì)胞分泌其他細(xì)胞因子。如誘導(dǎo)產(chǎn)生血小板激活因子、白三稀等,使結(jié)腸固有膜內(nèi)小血管在炎癥基礎(chǔ)上形成微血栓,導(dǎo)致黏膜微循環(huán)障礙。使腸黏膜組織損傷進(jìn)一步加重。TNF-α可通過上述過程參與UC發(fā)病,為UC發(fā)病機制中的啟動因子[11]。IL-1β是一種能激活多種免疫和炎癥細(xì)胞的炎性細(xì)胞因子,其中IL-1B能促進(jìn)血管內(nèi)皮-白細(xì)胞黏附分子的表達(dá),趨化中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞進(jìn)入腸道病變部位,從而引起一系列腸道炎癥反應(yīng)和組織破壞[12]。NF-κB活化是眾多炎癥介質(zhì)作用機制的共同通道,NF-кB廣泛存在于靜止期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中其蛋白二聚體與特異性抑制蛋白IкB結(jié)合成三聚體,以非活化形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞受到如病毒或細(xì)菌感染、紫外線照射和感染前期細(xì)胞因子等作用刺激后,IкB發(fā)生磷酸化而失活,NF-кB進(jìn)而活化,進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),啟動或調(diào)節(jié)早期反應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄,如細(xì)胞因子、生長因子和急性期蛋白等,產(chǎn)生大量的包括TNF-α、IL-1β等炎癥因子,另外,TNF-α等細(xì)胞因子也可以通過激活NF-κB誘導(dǎo)激酶(NIK)和絲裂原蛋白激酶的激酶1(MEKK1),從而使IKK磷酸化而激活,激活后的IKK再使IκB磷酸化,后者最后被蛋白酶降解,從而使NF-κB游離出來而活化,使信號進(jìn)一步放大[13]。大量研究表明,NF-κB在 UC中高度表達(dá)并誘導(dǎo)TNF-α、IL-1β、IL-6大量表達(dá)在UC中發(fā)揮重要的作用[14]。研究顯示,NF-κB抑制劑能顯著減少結(jié)腸黏膜炎癥細(xì)胞浸潤,降低TNF-α、IL-6等細(xì)胞因子基因表達(dá),有效改善結(jié)腸組織炎癥反應(yīng),說明NF-κB在UC發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要樞紐作用。本研究發(fā)現(xiàn),模型組NF-κB mRNA表達(dá)高于正常對照組(P<0.05),提示NF-κB表達(dá)增高與UC發(fā)生有關(guān),另本研究免疫印跡法測定法顯示,在模型組大鼠結(jié)腸組織細(xì)胞核活化NF-κB表達(dá)增高的程度較正常組更為顯著(P<0.01),提示UC中不僅有NF-κB表達(dá)增強,更重要的是存在NF-κB激活。因此,本研究進(jìn)一步證實NF-κB的異常表達(dá)與激活在UC發(fā)生中起重要作用。
表2 各組大鼠結(jié)腸組織TLR4mRNA、PI3KmRNA、AKT mRNA、P-AKT、NF-κB mRNA、活化 NF-κB、TNF-αmRNA及IL-1β mRNA表達(dá)的比較Tab.2 Comparison of TLR4mRNA,PI3KmRNA,AKT mRNA,P-AKT,NF-κB mRNA,active NF-κB,TNF-αmRNA and IL-1βmRNA expressions in colon tissues among the 6groups(±s)
表2 各組大鼠結(jié)腸組織TLR4mRNA、PI3KmRNA、AKT mRNA、P-AKT、NF-κB mRNA、活化 NF-κB、TNF-αmRNA及IL-1β mRNA表達(dá)的比較Tab.2 Comparison of TLR4mRNA,PI3KmRNA,AKT mRNA,P-AKT,NF-κB mRNA,active NF-κB,TNF-αmRNA and IL-1βmRNA expressions in colon tissues among the 6groups(±s)
與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01;與 TLR4mAb比較,△P<0.05,△△P<0.01;與LY294002組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組 別 n TLR4mRNA PI3KmRNA AKT mRNA P-AKT NF-κB mRNA 活化 NF-κB TNF-αmRNA IL-1βmRNA正常組 40 0.28±0.05 0.65±0.12 0.59±0.54 0.43±0.29 0.34±0.27 0.68±0.36 0.31±0.17 0.52±0.59模型組 39 1.37±0.32** 2.26±0.53** 1.16±0.47* 1.32±0.62** 0.59±0.24* 2.14±1.35** 0.97±0.32** 1.73±1.20**TLR4mAb組 40 0.76±0.45▲▲ 2.25±0.62 1.15±1.06 1.35±1.07 0.51±0.28 1.42±0.93▲ 0.65±0.29▲ 1.29±0.81▲LY294002組 39 1.35±0.25 1.27±0.94▲▲ 0.78±0.68▲ 0.62±0.38▲▲ 0.52±0.20 1.40±0.85▲ 0.63±0.41▲ 1.31±0.34▲T&L聯(lián)合組 40 0.77±0.13▲▲## 1.28±0.25▲▲△△ 0.76±0.43▲△ 0.60±0.58▲▲△△ 0.45±0.15▲ 0.82±0.46▲▲△# 0.45±0.18▲▲△# 0.85±0.48▲▲△#電針組 40 0.76±0.04▲▲## 1.29±0.27▲▲△△ 0.77±0.53▲△ 0.61±0.58▲▲△△ 0.43±0.05▲ 0.82±0.74▲▲△# 0.44±0.25▲▲△# 0.86±0.62▲▲△#
TLR4是第一個被發(fā)現(xiàn)的Toll樣受體,TLR4識別和攝取LPS后通過其下游MyD88依賴性及非依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來激活各種炎癥因子?;罨腡oll樣受體的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與MyD88羥基端相互作用使其活化,活化的MyD88可誘導(dǎo)IRAKs激酶磷酸化,進(jìn)而激活胞質(zhì)內(nèi)的TRAF-6?;罨蟮腡RAF-6通過TAK1與IKK信號級聯(lián),使1κB磷酸化而降解,最終激活 NF-κB[15]?;罨蟮腘F-κB由胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi),引起促炎細(xì)胞因子基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),啟動天然免疫和炎癥反應(yīng)有關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,誘發(fā)各種炎癥反應(yīng)。PI3K-Akt信號通路主要由 磷 脂 酰 肌 醇3-激 酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)和蛋白激酶B(protein kinase B,簡稱PKB或Akt)組成。PI3K是肌醇與磷脂酰肌醇的重要激酶,活化后可使肌醇環(huán)上的3位羥基磷酸化,使磷脂酰肌醇二磷酸(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate,PIP2)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙攀沽字<〈既姿幔╬hosphatidylinosi-tol-3,4,5-trisphosphate,PIP3)。AKT是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,PIP3與 AKt N端的pH 結(jié)構(gòu)域(pleckstrin homology domain)結(jié)合,使AKT從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上,并改變AKT的構(gòu)象使之能被3-磷脂酰肌醇依賴型激酶1/2(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1/2,PDK1/2)所磷酸化和激活[16]。NF-κB是AKT重要的下游效應(yīng)子之一,AKT磷酸化使I-κK活化,促使I-κB降解,從而使NF-κB從復(fù)合物中解離并定位到細(xì)胞核中,恢復(fù)NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性,啟動靶基因轉(zhuǎn)錄[17]。TLR4/NF-κB和PI3K/AKT/NF-κB信號通路是活化 NF-κB的兩條重要途徑,聯(lián)合測定TLR4/NF-κB和PI3K/AKT/NF-κB能了解上述信號通路與疾病的關(guān)系,可作為疾病的診斷、預(yù)后和信號通路阻斷治療的一個有用指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示,NF-κB活性、TNF-α、IL-1β與結(jié)腸組織TLR4/NF-κB和 PI3K/AKT/NF-κB含量呈同方向變化,這驗證了 TLR4/NF-κB和PI3K/AKT/NF-κB信號通路可能是NF-κB重要活化途徑,所以可以說TLR4/NF-κB和PI3K/AKT/NF-κB信號通路可通過直接或間接方式在UC發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。提示通過阻斷 TLR4/NF-κB 和 PI3K/AKT/NF-κB 通 路、抑 制NF-κB活化進(jìn)而下調(diào)TNF-α、IL-1β表達(dá)是有效改善結(jié)腸黏膜炎癥損傷的一個重要途徑。
中醫(yī)理論認(rèn)為疾病狀態(tài)下,經(jīng)絡(luò)會出現(xiàn)血氣陰陽偏盛的虛實征候,針刺穴位可激發(fā)經(jīng)絡(luò)本身協(xié)調(diào)陰陽的功能,泄其有余,補其不足,陰陽平復(fù),達(dá)到調(diào)整虛實防治疾病的作用?,F(xiàn)代研究表明,神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間有密切的雙向調(diào)節(jié)聯(lián)系。免疫細(xì)胞上有多種神經(jīng)內(nèi)分泌激素受體,多種激素會影響免疫功能,免疫細(xì)胞也可合成神經(jīng)遞質(zhì)和激素影響內(nèi)分泌系統(tǒng),神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)紊亂參與UC發(fā)病。針刺可影響神經(jīng)內(nèi)分泌激素和細(xì)胞因子的生成和表達(dá),雙向調(diào)節(jié)神經(jīng)一內(nèi)分泌一免疫網(wǎng)絡(luò),使異常機能向有利于機體的方向轉(zhuǎn)化。有研究表明,針灸對提高免疫系統(tǒng)機能的調(diào)整功能是扶正的物質(zhì)基礎(chǔ),又是除邪的物質(zhì)條件,表明針灸“補虛瀉實 扶正祛邪”的理論是科學(xué)的,其調(diào)整功能是可靠的。足三里穴是足陽明經(jīng)合穴,為土中之土穴,回陽針穴之一,是強壯要穴和肚腹疾患之常用穴,針刺足三里穴所產(chǎn)生的信號是通過腓深神經(jīng)和脛前動脈壁上的神經(jīng)叢上傳的,其傳入沖動在脊神經(jīng)節(jié)、脊髓背角、延髓等不同中樞水平與胃腸等內(nèi)臟器官的感覺傳入?yún)R聚,使足三里穴、胃腸經(jīng)穴、臟腑之間建立特異的相互聯(lián)系?,F(xiàn)代研究證實,足三里可調(diào)節(jié)機體免疫功能、調(diào)整胃腸功能、調(diào)整腸道內(nèi)環(huán)境而達(dá)到治療目的。本研究結(jié)果顯示,模型組結(jié)腸組織中 TLR4mRNA、PI3KmRNA、P-AKT、活化 NF-κB、TNF-αmRNA、IL-1βmRNA 表達(dá)及大鼠DAI、CMDI及 TDI顯著增加(P<0.01)。這提示UC發(fā)生時機體 TLR4/NF-κB 和 PI3K/AKT/NF-κB信號通路表達(dá)增強,能激活NF-κB,活化的 NF-κB可通過上調(diào)TNF-α、IL-1β的表達(dá)參與參與UC的發(fā)生、發(fā)展。與模型組比較,各治療組大鼠結(jié)腸組織活化 NF-κB、TNF-αmRNA、IL-1βmRNA 表達(dá)及大鼠DAI、CMDI及 TDI顯著降低(P<0.01或P<0.05),以T-L聯(lián)合組和電針組更為顯著(P<0.01),同時在TLR4mAb組大鼠結(jié)腸組織TLR4mRNA明顯下降(P<0.01),在LY294002組大鼠結(jié)腸組織PI3KmRNA、P-AKT明顯下降(P<0.01),T-L聯(lián)合組TLR4mRNA和PI3KmRNA、P-AKT均明顯下降。這說明TLR4mAb和LY294002可分別以阻斷TLR4/NF-κB和PI3K/AKT/NF-κB信號通路來抑 制 NF-κB 的 活 化,下 調(diào) TNF-αmRNA、IL-1βmRNA促炎細(xì)胞因子的表達(dá)、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),減少炎癥遞質(zhì)的釋放,從而有效阻斷免疫反應(yīng)性對機體造成的損傷,達(dá)到預(yù)防UC的目的。兩者聯(lián)用時有協(xié)同作用。另本研究結(jié)果顯示,電針對UC大鼠上述各指標(biāo)的抑制程度與T-L聯(lián)合組相當(dāng),這提示阻斷TLR4/NF-κB和 PI3K/AKT/NF-κB 兩 通 路、抑 制NF-κB活化、下調(diào)炎癥因子是電針治療UC的重要機制,為臨床電針治療UC提供了理論和實驗依據(jù)。
[1]HOZUMI H,HOKARI R,KURIHARA C,et al.Endoscopic finding of spontaneous hemorrhage correlates with tumor necrosis factor alpha expression in colonic mucosa of patients with ulcerative colitis[J].Int J Colorectal Dis,2013,28(8):1049-1055.
[2]LACRUZ-GUZMáN D,TORRES-MORENO D,PEDRERO F,et al.Influence of polymorphisms and TNF and IL1βserum concentration on the infliximab response in Crohn's disease and ulcerative colitis[J].Eur J Clin Pharmacol,2013,69(3):431-438.
[3]HU YY,HUANG M,DONG XQ,et al.Ginkgolide B reduces neuronal cell apoptosis in the hemorrhagic rat brain:possible involvement of Toll-like receptor 4/nuclear factor-kappa B pathway[J].J Ethnopharmacol,2011,137(3):1462-1468.
[4]SHIM YJ,KANG BH,JEON HS,et al.Clusterin induces matrix metalloproteinase-9 expression via ERK1/2 and PI3K/Akt/NF-κB pathways in monocytes/macrophages[J].J Leukoc Biol,2011,90(4):761-769.
[5]賈一波,馮先霞,劉雪鋒.電針配合穴位貼敷治療慢性潰瘍性結(jié)腸炎[J].中國針灸,2010,30(9):717-719.
[6]ABDALLAH DM,ISMAEL NR.Resveratrol abrogates adhesion molecules and protects against TNBS-induced ulcerative colitis in rats[J].Can J Physiol Pharmacol,2011,89(11):811-818.
[7]SáNCHEZ-FIDALGO S,CáRDENO A,SáNCHEZ-HIDALGO M,et al.Dietary extra virgin olive oil polyphenols supplementation modulates DSS-induced chronic colitis in mice[J].J Nutr Biochem,2013,24(7):1401-1413.
[8]MAO JW,HE XM,TANG HY,et al.Protective role of metalloproteinase inhibitor (AE-941)on ulcerative colitis in rats[J].World J Gastroenterol,2012,18(47):7063-7069.
[9]昝慧,鐘英強.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、瘤壞死因子受體Ⅱ-抗體融合蛋白、美沙拉嗪對TNBS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎大鼠的疾病活動指數(shù)與組織損傷指數(shù)的影響[J].中國病理生理雜志,2013,29(5):784-789.
[10]ACERO N,MU?OZ-MINGARRO D.Effect on tumor necrosis factor-αproduction and antioxidant ability of black alder,as factors related to its anti-inflammatory properties[J].J Med Food,2012,15(6):542-548.
[11]OWCZAREK D,CIBOR D,GLOWACKI MK,et al.TNF-α and soluble forms of TNF receptors 1 and 2in the serum of patients with Crohn's disease and ulcerative colitis[J].Pol Arch Med Wewn,2012,122(12):616-623.
[12]YAMAMOTO-FURUSHO JK,SANTIAGO-HERNáNDEZ JJ,PéREZ-HERNáNDEZ N,et al.Interleukin 1β(IL-1B)and IL-1 antagonist receptor(IL-1RN)gene polymorphisms are associated with the genetic susceptibility and steroid dependence in patients with ulcerative colitis[J].J Clin Gastroenterol,2011,45(6):531-535.
[13]YU L,SHE T,LI M,et al.Tetramethylpyrazine inhibits angiotensin Ⅱ-induced cardiomyocyte hypertrophy and tumor necrosis factor-αsecretion through an NF-κB-dependent mechanism[J].Int J Mol Med,2013,32(3):717-722.
[14]GáLVEZ-LLOMPART M,RECIO MC,GARCIA-DOMENECH R.Topological virtual screening:a way to find new compounds active in ulcerative colitis by inhibiting NF-κB[J].Mol Divers,2011,15(4):917-926.
[15]LIM BJ,LEE D,HONG SW,et al.Toll-like receptor 4 signaling is involved in IgA-stimulated mesangial cell activation[J].Yonsei Med J,2011,52(4):610-615.
[16]DEMICCO EG,TORRES KE,GHADIMI MP,et al.Involvement of the PI3K/Akt pathway in myxoid/round cell liposarcoma[J].Mod Pathol,2012,25(2):212-221.
[17]IYRE AK,AZAD N,TALBOT S,et al.Antioxidant c-FLIP inhibits Fas ligand-induced NF-kappaB activation in a phosphatidylinositol 3-kinase/Akt-dependent manner[J].J Immunol,2011,187(6):3256-3266.