鄭柳怡,謝凱楓,楊九妹,黃丹娥,陳玉興
(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第五臨床醫(yī)學(xué)院,廣東廣州510405;2.廣東省第二中醫(yī)院/廣東省中醫(yī)藥工程技術(shù)研究院,廣東廣州510095;3.廣東省中醫(yī)藥研究開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州510095)
特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis, AD)是常見的慢性炎癥皮膚病,表皮屏障破壞以及炎癥反應(yīng)是該疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素[1]。體內(nèi)高水平的組胺和炎性細(xì)胞因子等可引起瘙癢、紅斑和尖銳丘疹等癥狀[2]。AD 是一個(gè)世界性的健康問題,流行病學(xué)顯示高收入國家已有20%的兒童和10%的成年人患有此病,且呈持續(xù)增長趨勢,嚴(yán)重者會影響睡眠,引發(fā)壓力或焦慮等[3]。AD 治療多采用皮質(zhì)類固醇,但長期使用會導(dǎo)致皮膚萎縮、潮紅、多毛、毛細(xì)血管擴(kuò)張、痤瘡等嚴(yán)重的副作用[4]。
玉屏風(fēng)顆粒源于《究原方》的玉屏風(fēng)散[5],由黃芪、白術(shù)和防風(fēng)三味藥組成,是益氣固表止汗的經(jīng)典方劑。已有研究報(bào)道玉屏風(fēng)顆粒在臨床上具有治療特應(yīng)性皮炎的效果。馬榮雙發(fā)現(xiàn)對嬰兒期特應(yīng)性皮炎進(jìn)行治療時(shí)使用玉屏風(fēng)顆粒可減少濕疹面積并改善患兒的免疫水平,安全性更高[6];與單獨(dú)使用抗組胺藥物西替利嗪相比,玉屏風(fēng)顆粒聯(lián)合西替利嗪治療特應(yīng)性皮炎更能有效改善患者受損皮膚狀態(tài),且復(fù)發(fā)率更低[7]。張麗等[8]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)玉屏風(fēng)散可能通過炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖來發(fā)揮治療特異性皮炎的作用。然而關(guān)于玉屏風(fēng)顆粒治療特應(yīng)性皮炎的機(jī)制研究,未見報(bào)道。故基于已有的研究,本次實(shí)驗(yàn)通過利用組胺和聚肌胞苷酸分別誘導(dǎo)HaCaT 細(xì)胞建立特應(yīng)性皮炎細(xì)胞模型,從細(xì)胞學(xué)角度初步探討玉屏風(fēng)顆粒對HaCaT 細(xì)胞建立特應(yīng)性皮炎細(xì)胞模型細(xì)胞炎癥因子表達(dá)的影響,為玉屏風(fēng)顆粒在臨床上的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
HaCaT 人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞,廣州吉妮歐生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品。
玉屏風(fēng)顆粒(YPFKL,國藥集團(tuán)廣東環(huán)球制藥有限公司,批號170103);氯雷他定對照品(中國藥品生物制品檢定院,批號100615-200602,質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.8%):聚肌胞苷酸(Sigma,批號BCBC3546A);組胺(Sigma,批 號BCBC2083V);二 甲 基 亞 砜(DMSO,Sangon Biotech,批號F514BA0010);DMEM 高糖培養(yǎng)基ZQ-100(上海中橋新舟生物科技有限公司,批號20191018);Penicillin-Streptomycin 雙 抗(Corning, 批號30002321);0.25%胰酶(Gibco, 批號2085264);總RNA 提取劑(北京鼎國昌盛生物科技有限責(zé)任公司,批號99G00127)。
CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱(美國Thermo 公司);Cellometer Mini自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(美國Nexcelom 公司);DMI8倒置熒光顯微鏡(德國Leica 公司);6321Y602022 型普通PCR 儀 器(Eppendorf 公 司);C1000 型 熒 光 定 量PCR 儀 器(Bio-Rad 公 司);Varioskan Flash 型 全 波 長多功能酶標(biāo)儀(美國Thermo公司)。
HaCaT 細(xì)胞采用含10%(φ)胎牛血清和1%雙抗的高糖DMEM 培養(yǎng)基,放入37 ℃、5%(φ)CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),常規(guī)換液及傳代培養(yǎng),正常情況下細(xì)胞貼壁生長。
取處于對數(shù)期且生長良好的HaCaT 細(xì)胞懸液,調(diào)整密度為1×104個(gè)/孔,接種于含10%胎牛血清、1%雙抗DMEM 高糖培養(yǎng)基的96 孔板中,培育24 h后,更換新鮮培養(yǎng)基,各組YPFKL 按100、50、25、12.5、6.25、3.125 μg/L 的質(zhì)量濃度溶解于DMSO 中,各濃度設(shè)置4個(gè)復(fù)孔,藥物分別加入各組細(xì)胞中,另外設(shè)置不加藥的空白組。作用24 h后,棄去培養(yǎng)基,加入30 μL MTT 溶液(3 mg/mL),6 h 后,將MTT 溶液吸出,加入150 μL DMSO,震搖15 min 后,用酶聯(lián)免疫檢測儀在570 nm 下檢測每組吸光度,以空白組細(xì)胞吸光值為參考,各組細(xì)胞吸光值所占百分比即為細(xì)胞存活率。
取處于對數(shù)期且生長良好的HaCaT 細(xì)胞懸液,調(diào)整密度為1×104個(gè)/孔,接種于含10%胎牛血清、1%雙抗DMEM 高糖培養(yǎng)基的96 孔板中,細(xì)胞分為空白組、模型組和藥物干預(yù)組。培育12 h 后,除空白組外,其余各組加入histamine 40 μmol/mL 誘導(dǎo)HaCaT 細(xì)胞。繼續(xù)培育24 h 后,藥物干預(yù)組按“2.2”方法的濃度分別加入各組細(xì)胞中,作用24 h 后同“2.2”法進(jìn)行MTT檢測。
取處于對數(shù)期且生長良好的HaCaT 細(xì)胞懸液,調(diào)整密度為1×104個(gè)/孔,接種于含10%胎牛血清、1%雙抗DMEM 高糖培養(yǎng)基的96 孔板中,細(xì)胞分為空白組、模型組和藥物干預(yù)組。培育12 h 后,除空白組外,其余各組加入Poly(I:C) 25 μg/mL 誘導(dǎo)HaCaT 細(xì)胞。繼續(xù)培育24 h 后,藥物干預(yù)組按“2.2”方法的濃度分別加入各組細(xì)胞中,作用24 h 后同“2.2”法進(jìn)行MTT檢測。
HaCaT 細(xì)胞接種于含10%胎牛血清、1%雙抗DMEM 高糖培養(yǎng)基的6 孔板中,接種密度為1×105個(gè)/孔,于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)24 h 后,除空白組外,其余各孔加入histamine 40 μmol/mL 誘導(dǎo)HaCaT細(xì)胞,藥物干預(yù)組加入氯雷他定(100 μmol/L),YPFKL 高(50 μg/L)、中(25 μg/L)、低濃度(12.5 μg/L)組,24 h 后實(shí)驗(yàn)結(jié)束,PBS 洗細(xì)胞2 次,用Trizol 法提取總RNA 為模板設(shè)計(jì)特異性引物由Pubmed-NCBI提供基因序列,引物設(shè)計(jì)使用Primer-Blast,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,各引物序列見表1。
HaCaT 細(xì)胞接種于含10%胎牛血清、1%雙抗DMEM 高糖培養(yǎng)基的6 孔板中,接種密度為1×105個(gè)/孔,于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)24 h 后,除空白組外,其余各孔加入Poly(I:C) 25 μg/mL 誘導(dǎo)HaCaT細(xì)胞,藥物干預(yù)組加入氯雷他定(100 μmol/L),YPFKL 高(50 μg/L)、中(25 μg/L)、低濃度(12.5 μg/L)組,24 h 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后操作同“2.5”方法進(jìn)行熒光定量PCR操作,檢測基因見表1。
采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)進(jìn)行多組間比較;組間均數(shù)兩兩比較,方差齊時(shí)采用SNK法;方差不齊時(shí)采用Dunnett’s T3法。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表1 擴(kuò)增的基因引物信息Table 1 Primer information of amplified genes
與空白組比較,質(zhì)量濃度50、25、12.5 μg/L 的YPFKL 顯著提高細(xì)胞存活率(P<0.01,P<0.05),質(zhì)量濃度6.25、3.125 μg/L 的YPFKL 對細(xì)胞存活率無顯著性影響,提示6.25 μg/L及以下濃度YPFKL對細(xì)胞生長無影響,100 μg/L YPFKL 組細(xì)胞存活率顯著降低(P<0.01),提示該濃度對細(xì)胞有毒性作用,見表2。
與模型組比較,質(zhì)量濃度為50、25、12.5、6.25 μg/L的YPFKL 均能顯著提高HaCaT 細(xì)胞的存活率(P<0.01),見表3。
與模型組比較,質(zhì)量濃度為50、25 μg/L YPFKL均能顯著提高HaCaT 細(xì)胞的存活率(P<0.01),見表4。
表2 不同濃度YPFKL對正常HaCaT細(xì)胞存活率的影響Table 2 Effects of different concentrations of YPFKL on the survival rate of normal HaCaT(,n=4)
表2 不同濃度YPFKL對正常HaCaT細(xì)胞存活率的影響Table 2 Effects of different concentrations of YPFKL on the survival rate of normal HaCaT(,n=4)
與空白組比較:*P<0.05,**P<0.01。
組別空白組YPFKL1 YPFKL2 YPFKL3 YPFKL4 YPFKL5 YPFKL6劑量/(μg·L-1)-100 50 25 12.5 6.25 3.125存活率/%100.00±8.58 77.54±4.96**167.68±10.15**130.64±19.97*119.78±5.51**94.65±9.71 87.54±7.99
表3 不同濃度YPFKL對histamine誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞存活率的影響(,n=4)Table 3 Effects of different concentrations of YPFKL on the survival rate of HaCaT cells induced by histamine
表3 不同濃度YPFKL對histamine誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞存活率的影響(,n=4)Table 3 Effects of different concentrations of YPFKL on the survival rate of HaCaT cells induced by histamine
與空白組比較:**P<0.01;與模型組比較:##P<0.01。
組別空白組模型組YPFKL1 YPFKL2 YPFKL3 YPFKL4 YPFKL5劑量/(μg·L-1)--5 0 25 12.5 6.25 3.125存活率/%100.00±2.44 66.64±3.63**84.38±3.64##78.73±1.70##78.54±2.17##71.98±2.59##64.85±5.12
表4 不同濃度YPFKL對Poly(I:C)誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞存活率的影響(,n=4)Table 4 Effects of different concentrations of YPFKL on the survival rate of HaCaT cells induced by Poly(I:C)
表4 不同濃度YPFKL對Poly(I:C)誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞存活率的影響(,n=4)Table 4 Effects of different concentrations of YPFKL on the survival rate of HaCaT cells induced by Poly(I:C)
與空白組比較:**P<0.01;與模型組比較:##P<0.01。
組別正常組模型組YPFKL1 YPFKL2 YPFKL3 YPFKL4 YPFKL5劑量/(μg·L-1)--5 0 25 12.5 6.25 3.125存活率/%100.00±7.50 63.39±2.94**89.45±6.72##80.74±3.82##72.22±4.19 64.87±4.54 66.08±8.05
與模型組相比,YPFKL 高濃度組HaCaT 細(xì)胞IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、MCP-1 的mRNA 表達(dá)水平顯著性降低(P<0.01,P<0.05),YPFKL 中濃度組HaCaT 細(xì)胞IL-1β和TNF-α mRNA 表達(dá)水平顯著性下降(P<0.01,P<0.05),見表5。
表5 YPFKL對histamine誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞炎癥因子mRNA表達(dá)水平的影響Table 5 Effect of YPFKL on the mRNA expression of inflammatory factors in HaCaT cells induced by histamine (,n=3)
表5 YPFKL對histamine誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞炎癥因子mRNA表達(dá)水平的影響Table 5 Effect of YPFKL on the mRNA expression of inflammatory factors in HaCaT cells induced by histamine (,n=3)
與空白組比較:*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01。
組別空白組模型組氯雷他定組(μmol·mL-1)YPFKL高濃度組中濃度組低濃度組劑量/(μg·L-1)100 50 25 12.5 IL-1β 1.00±0.20 1.93±0.14**1.34±0.07##1.49±0.14#1.52±0.23#1.80±0.15 IL-6 1.00±0.40 1.88±0.34**1.02±0.04##1.12±0.08#1.33±0.22 1.72±0.18 IL-8 1.00±0.30 1.82±0.21**1.36±0.11 1.15±0.18##1.60±0.12 1.83±0.21 TNF-α 1.00±0.07 1.82±0.17**1.26±0.14##1.14±0.17##1.36±0.12##1.59±0.23 MCP-1 1.00±0.12 1.84±0.06*1.05±0.08##1.15±0.09##1.46±0.27 1.70±0.14
與模型組相比,YPFKL 高濃度組IL-1β、IL-8、TNF-α 和MCP-1 的mRNA 表 達(dá) 水 平 顯 著 性 下 降(P<0.01,P<0.05),YPFKL 中濃度組IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α 的mRNA 表 達(dá) 水 平 顯 著 性 降 低(P<0.05),YPFKL 低濃度組MCP-1 的mRNA 表達(dá)水平顯著性降低(P<0.01),見表6。
特應(yīng)性皮炎屬于過敏性炎癥疾病,臨床根據(jù)癥狀表現(xiàn)以及過敏源將特應(yīng)性皮炎分為單純型和混合型,混合型通常伴隨呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生,如哮喘和過敏性鼻炎,患者常見皮膚出現(xiàn)丘疹紅斑,或因抓撓而出現(xiàn)潰爛等現(xiàn)象[7]。其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,多與皮膚屏障破壞,肥大細(xì)胞釋放炎癥因子引起的機(jī)體炎癥水平升高相關(guān)[8]。當(dāng)人體接觸過敏原時(shí),表皮細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子或趨化因子等炎癥介質(zhì),并能產(chǎn)生具有生物活性的白細(xì)胞介素-8(IL-8),IL-8可介導(dǎo)T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞進(jìn)入表皮參與免疫炎癥反應(yīng)[9]。肥大細(xì)胞也是與過敏性炎癥反應(yīng)相關(guān)的主要效應(yīng)細(xì)胞。當(dāng)抗原與抗體結(jié)合后,肥大細(xì)胞開始脫顆粒,釋放組胺等生物活性物質(zhì),還產(chǎn)生各種促炎因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-1β和IL-6以及趨化因子[10]。這些介質(zhì)通過募集和激活免疫細(xì)胞進(jìn)一步促進(jìn)炎癥反應(yīng)。其中IL-1β是表皮屏障被破壞后由角質(zhì)形成細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子,它可以激活樹突狀細(xì)胞分泌細(xì)胞因子使Th細(xì)胞分化失衡,導(dǎo)致皮膚屏障受損[11]。單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)在過敏性疾病中起正調(diào)節(jié)作用, 它參與早期炎癥反應(yīng),可促進(jìn)大量以組胺為主的炎癥介質(zhì)釋放[12]。TNF-α是一種多向性的促炎因子,可以誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞釋放大量細(xì)胞因子,并能顯著促進(jìn)胸腺基質(zhì)淋巴生成素的釋放,破壞表皮形態(tài)及屏障功能[13]。IL-6、TNF-α、IL-4 以及MCP-1 已成為AD 患者的重要判斷指標(biāo),其體內(nèi)水平與AD病情呈正相關(guān)關(guān)系[14]。
玉屏風(fēng)顆粒來源于扶正固表的經(jīng)典名方玉屏風(fēng)散,該方君以黃芪,性甘溫而內(nèi)補(bǔ)脾肺之氣,外能止汗固表;臣以白術(shù)能健脾益氣,加強(qiáng)君藥益氣固表之功;防風(fēng)為佐可散風(fēng)邪。三藥合用,可奏固表不留邪,驅(qū)邪不傷正氣之效[15]。玉屏風(fēng)顆粒在臨床上具有廣泛的應(yīng)用且療效顯著。臨床研究發(fā)現(xiàn),嬰兒期特應(yīng)性皮炎使用玉屏風(fēng)顆粒治療可以有效減少濕疹面積,且復(fù)發(fā)率較低[6]。較單獨(dú)運(yùn)用氯雷他定相比,玉屏風(fēng)顆粒聯(lián)合氯雷他定,能夠更顯著改善過敏性皮炎患者的臨床體征,獲得更好的臨床療效[16]。
已有研究使用組胺或Poly(I:C)誘導(dǎo)人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生AD 狀態(tài)的病理細(xì)胞模型[17-18]。故本實(shí)驗(yàn)在其基礎(chǔ)上使用HaCaT 細(xì)胞構(gòu)建特應(yīng)性皮炎細(xì)胞模型研究玉屏風(fēng)顆粒治療該病的可能機(jī)制。在本次研究中,質(zhì)量濃度為100 μg/L 的玉屏風(fēng)顆粒顯著抑制HaCaT 細(xì)胞的存活率,說明該濃度對細(xì)胞具有殺傷作用;6.25 μg/L 及以下濃度的玉屏風(fēng)顆粒對細(xì)胞存活率無顯著影響,50、25、12.5 μg/L 可以顯著提高細(xì)胞的存活率,且細(xì)胞的存活率隨著濃度的升高而提高,可猜測玉屏風(fēng)顆粒在50 ~12.5 μg/L 濃度范圍內(nèi)可有效促進(jìn)HaCaT 細(xì)胞增殖,對細(xì)胞具有保護(hù)作用。當(dāng)使用組胺誘導(dǎo)HaCaT 細(xì)胞成為特異性皮炎細(xì)胞之后,50、25、12.5 以及6.25 μg/L 濃度的玉屏風(fēng)顆粒均可以顯著提高HaCaT 細(xì)胞的存活率,且50 和25 μg/L 濃度玉屏風(fēng)顆粒能不同程度抑制相關(guān)炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、MCP-1mRNA的表達(dá),其中50 μg/L濃度的玉屏風(fēng)顆粒促進(jìn)細(xì)胞增殖且抑制炎癥因子表達(dá)的效果最好;當(dāng)使用Poly(I:C)誘導(dǎo)HaCaT 細(xì)胞成為特異性皮炎細(xì)胞之后,亦能發(fā)現(xiàn)50、25 μg/L濃度玉屏風(fēng)顆粒顯著提高細(xì)胞存活率,50、25、12.5 μg/L 濃度玉屏風(fēng)顆粒均能夠不同程度抑制相關(guān)炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、MCP-1mRNA 的表達(dá),且發(fā)現(xiàn)玉屏風(fēng)顆粒促進(jìn)細(xì)胞增殖并抑制炎癥因子表達(dá)的能力隨著濃度的升高而加強(qiáng)。
表6 YPFKL對Poly(I:C)誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞炎癥因子mRNA表達(dá)水平表達(dá)的影響Table 6 Effect of YPFKL on the mRNA expression of inflammatory factors in HaCaT cells induced by Poly(I:C)(,n=3)
表6 YPFKL對Poly(I:C)誘導(dǎo)下的HaCaT細(xì)胞炎癥因子mRNA表達(dá)水平表達(dá)的影響Table 6 Effect of YPFKL on the mRNA expression of inflammatory factors in HaCaT cells induced by Poly(I:C)(,n=3)
與空白組比較:*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01。
組別空白組模型組氯雷他定組(μmol·mL-1)YPFKL高濃度組中濃度組低濃度組劑量/(μg·L-1)100 50 25 12.5 IL-1β 1.00±0.11 1.96±0.18**1.14±0.26##1.14±0.23##1.47±0.06#1.62±0.25 IL-6 1.00±0.69 1.79±0.06*0.84±0.08#1.39±0.17 1.50±0.04#1.56±0.07 IL-8 1.00±0.07 1.77±0.04**1.15±0.17##0.99±0.17##1.43±0.24#1.65±0.14 TNF-α 1.00±0.16 1.79±0.04**1.11±0.09##1.31±0.17#1.37±0.09#1.53±0.28 MCP-1 1.00±0.09 1.79±0.10**1.11±0.07##1.27±0.03##1.52±0.23 0.91±0.06##
綜上所述,玉屏風(fēng)顆粒可能通過促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖并抑制細(xì)胞炎癥因子的表達(dá)來保護(hù)皮膚細(xì)胞,從而達(dá)到修復(fù)受損皮膚屏障,緩解皮膚炎癥反應(yīng)的作用。該實(shí)驗(yàn)僅從體外實(shí)驗(yàn)去闡述玉屏風(fēng)顆粒治療特應(yīng)性皮炎的可能機(jī)制,下一步將開展動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)玉屏風(fēng)顆粒治療特應(yīng)性皮炎的機(jī)制。