DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25090593
中图分类号:R285.5
谢鹏, 张赞, 吴超权, 刘成, 黎珂钰, 滕爱君, 姚力, 田婧
| 【作者机构】 | 广西壮族自治区药品检验研究院国家药品监督管理局中药材质量监测与评价重点实验室 |
| 【分 类 号】 | R285.5 |
| 【基 金】 | 广西壮族自治区药品监督管理局直属单位药品安全科研项目(桂药监科直属[2023]054号) |
广西道地药材横经席是藤黄科红厚壳属植物薄叶红厚壳Calophyllum membranaceum Gardn.et Champ.的干燥全株,收录于《广西壮族自治区壮药质量标准》第一卷及《广西壮族自治区瑶药材质量标准》第一卷,具有祛风湿、活血止痛、强筋壮骨、补肾强腰的功效,常用于风湿骨痛、月经不调、肾虚腰痛等治疗[1-2]。现代药理学研究证实,横经席不同部位提取物具有镇痛抗炎活性,并能改善高血脂引起的血流速度和血管壁厚度异常[3-5]。本研究通过建立二甲苯致耳肿胀、棉球致肉芽肿、完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA)诱导关节炎等体内模型及脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激RAW264.7 细胞的体外模型,评估横经席抗炎活性;并采用Western blot法检测NF-κB 信号通路关键蛋白,探讨横经席发挥抗炎作用的机制。
横经席药材通过野外采集,经广西中医药研究院黄云峰主任药师鉴定均为薄叶红厚壳。
横经席提取液制备:称取药材0.5 kg,打成细粉过筛,加入10倍量的60%乙醇浸泡1 h,回流2 h,收集滤液;同法再提取1 次,合并2 次滤液,置旋转蒸发仪上浓缩至500 ml,相当于生药量1 g/ml,-20 ℃保存待用。临用前用纯化水将药液稀释成所需浓度,细胞实验所用药液需经0.22 μm滤膜过滤。横经席推荐用法为口服,用量为20~30 g[1-2],根据《中药药理研究方法学》(第3 版)[6]剂量换算,小鼠可选用临床剂量的10~11倍,本研究中选择临床剂量的10倍量5 g/kg作为小鼠的中剂量。
动物:昆明小鼠,SPF 级,广西壮族自治区药品检验研究院实验动物中心供应,实验动物生产许可证号:SCXK 桂2022-0001,实验动物使用许可证号:SYXK 桂2023-0005,实验动物合格证号:2024352。分笼群养于屏障环境,自动供水供饲,喂全价固体饲料。本试验方案获广西壮族自治区药品检验研究院伦理委员会批准(LLSC20240318-1)。
细胞:小鼠单核巨噬细胞白血病细胞RAW264.7细胞系,购自通派生物科技有限公司。
二甲苯(天津市富宇精细化工有限公司,货号:20230218);CFA(美国Sigma 公司);噻唑蓝(Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide,MTT)(上海麦克林生化科技有限公司,货号:C10769613);LPS(美国Sigma公司,货号:P2636866);白细胞介素(interleukin,IL)-6、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IL-1β 酶联免疫吸附试验试剂盒(上海江莱生物科技有限公司,货号:052211002202680522、032215002104840323、032215002184420323);裂解液(强)(上海源叶生物科技有限公司,货号:A25IR213661);凝胶制备试剂盒(北京索莱宝科技有限公司,货号:20221223);特超灵敏化学发光试剂盒(北京百奥莱博科技有限公司,货号:WE111410);兔多克隆抗体p65、p-p65、IκB-α、βactin、辣根过氧化物酶标记羊抗兔二抗(武汉三鹰生物技术有限公司,货号:23002541、10023256、00125930、20000758);兔多克隆抗体p-IκB-α(南京巴傲得生物科技有限公司,货号:CC1723);醋酸地塞米松片(浙江仙琚制药股份有限公司,货号:LB23184),选择临床剂量的10倍给药[6]。
Advantage ML/G3 旋转蒸发仪(德国Heidolph);Heraell 150i二氧化碳细胞培养箱(美国thermo公司);Infinite 200PRO 多功能酶标仪(瑞士Tecan 公司);PowerPac UniversalPower Supply 电源电泳(美国BIORAD 伯乐公司);5200Multi 化学发光凝胶成像系统(上海天能科技有限公司)。
1.5.1 耳肿模型
取6~7 周龄小鼠50 只,体质量18~22 g,雌雄各半,按体质量随机分为模型组、低剂量组(2.5 g/kg)、中剂量组(5.0 g/kg)、高剂量组(10.0 g/kg)、阳性组(地塞米松2.5 mg/kg),每组10 只。给药组灌胃给予不同剂量的药液,模型组灌胃给予蒸馏水,每天1 次,连续7 d,各组灌胃体积为10 ml/kg。末次给药后1 h,在左耳廓正反面涂抹二甲苯20 μl,右耳不做处理。致炎后0.5 h 后,处死小鼠,从耳根处剪下左、右两边耳片,用直径9 mm 打孔器在所剪耳片相同处打下圆形片,称重并比较各组间肿胀度。左耳出现明显的红、肿且重量与右耳比较显著增加即造模成功[6]。肿胀度(mg)=左耳片重量(mg)-右耳片重量(mg)。
1.5.2 肉芽肿模型
取6~7 周龄小鼠50 只,体质量18~22 g,雌雄各半,分组同“1.5.1”,每组10只。腹腔注射0.4%的戊巴比妥钠麻醉后,在小鼠背部切开小口,植入1 个20 mg的灭菌棉球,缝合皮肤。次日开始给药,给药组灌胃给予不同剂量(2.5、5.0、10.0 g/kg)的药液,模型组灌胃给予蒸馏水,每天1 次,连续7 d,各组灌胃体积为10 ml/kg。第8 天处死小鼠,将植入的棉球与结缔组织一起取出,剔除脂肪组织后60 ℃烘干,称重并比较各组间肉芽肿质量。取出的棉球与结缔组织重量较植入的棉球显著增加即造模成功[6]。肉芽肿质量(mg)=称得的质量(mg)-棉球原质量(mg)。
1.5.3 关节炎模型
取6~7 周龄雄性小鼠50 只,体质量18~22 g,按体质量随机分为空白组、模型组、低剂量组(2.5 g/kg)、高剂量组(10.0 g/kg)、阳性组(地塞米松2.5 mg/kg),每组10 只。除空白组外,均右足皮下注射CFA 30 μl,2 d 后观察,注射部位足趾呈现红肿状,即表明造模成功[7]。造模成功后开始给药,给药组灌胃给予不同的药液,空白组、模型组灌胃给予蒸馏水,每天1 次,连续4 周,各组灌胃体积为10 ml/kg。每周测定小鼠右侧足趾肿胀程度,4 周后处死小鼠,检测血清中IL-6、IL-1β 和TNF-α 的含量。
1.5.4 细胞炎症模型
1.5.4 .1 细胞活性检测 RAW264.7 细胞培养于10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)的DMEM 高糖培养基,培养环境为37℃、5%CO2。取对数生长期的细胞调整为105个/ml,100 μl/孔接种于96孔板中,培养24 h后加入不同浓度的横经席提取液。给药终浓度分别为7.812 5、15.625 0、31.250 0、62.500 0、125.000 0、250.000 0 μg/ml,同时设置空白组,每组6 个复孔。共孵育24 h 后,每孔加入5 mg/ml 的MTT 20 μl,置于细胞培养箱中继续培养5 h后,弃去上清液,加入二甲基亚砜100 μl,测定吸光度值,检测波长为570 nm,参比波长为650 nm。
1.5.4 .2 炎症因子检测 根据MTT结果,设置空白组、模型组、低剂量组(31.25 μg/ml)、中剂量组(62.50 μg/ml)、高剂量组(125.00 μg/ml)、地塞米松阳性组(100.00 μg/ml)。取对数生长期的细胞调整为105个/ml,100 μl/孔接种于96孔板中,培养24 h后加入不同浓度的横经席提取液。加药预处理6 h后,除空白组均加入LPS,使其终浓度为1 μg/ml,每组设置6个复孔[8]。共孵育24 h后取上清液,检测IL-6、IL-1β和TNF-α的含量。
1.5.5 相关蛋白表达检测
关节炎模型中取空白组、模型组、高剂量组的右足踝关节滑膜组织,加入裂解液,匀浆并提取蛋白。细胞模型中设置空白组(不加LPS)、模型组(加LPS)和125.00 μg/ml 高剂量组(加LPS)。取对数生长期的细胞调整为2×105个/ml,接种于6 孔板中。给药组培养24 h 后加入横经席提取液,6 h 后模型组和给药组加入LPS,使其终浓度为1 μg/ml,共孵育24 h。用裂解液提取蛋白,重复试验3 次。将蛋白浓度统一至5 μg/μl,上样体积为15 μl。蛋白样品经电泳后,转移至PVDF 膜上,用5%的BSA 进行封闭后,分别加入一抗4 ℃孵育过夜。一抗稀释比例:p65(1∶5 000)、p-p65(1∶5 000)、IκB-α(1∶5 000)、p-IκB-α(1∶1 000),β-actin(1∶5 000)。缓冲液浸洗后加入二抗(1∶20 000)孵育120 min。于化学发光凝胶成像系统显影拍照,读取灰度值,计算目标蛋白的相对表达量。
采用SPSS 25.0 统计学软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差(
±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组内比较采用LSD-t 检验;计数资料采用例数表示。以P<0.05为差异有统计学意义。
与模型组比较,中剂量组和高剂量组二甲苯致小鼠耳肿胀程度降低(P<0.01),见图1A。与模型组比较,高剂量组棉球致小鼠肉芽肿重量降低(P<0.05),见图1B。
图1 横经席对二甲苯致小鼠耳肿炎症模型及棉球致小鼠肉芽肿炎症模型的影响(n=10)
与模型组比较,bP<0.05,bbP<0.01。
与空白组比较,模型组1~4 周的小鼠右侧足趾肿胀程度升高(P<0.01),且小鼠伴有舔足反应。在第3 周和第4 周,高剂量组右侧足趾肿胀程度与模型组比较降低(P<0.01)。对血清中炎症因子IL-6、IL-1β 和TNF-α 的含量进行测定,结果显示,与空白组比较,模型组血清中IL-6、IL-1β 和TNF-α 的含量升高(P<0.01);与模型组比较,高剂量组血清中IL-1β和TNF-α 的含量降低(P<0.01)。与模型组比较,低剂量组血清中TNF-α 的含量降低(P<0.01)。与低剂量组比较,高剂量组血清中TNF-α 水平降低(P<0.05)。见图2。
图2 横经席对CFA致小鼠关节炎模型的影响(n=10)
A:小鼠右侧足趾肿胀程度;B:血清IL-6含量;C:血清IL-1β含量;D:血清TNF-α含量。与空白组比较,aaP<0.01;与模型组比较,bbP<0.01;与低剂量组比较,cP<0.05。IL:白细胞介素;TNF-α:肿瘤坏死因子-α;CFA:完全弗氏佐剂。
细胞毒性结果显示,与空白组比较,在125.000 0 μg/ml横经席浓度下,细胞增长率降低(P<0.05),7.812 5~125.000 0 μg/ml横经席浓度均不影响RAW264.7细胞活性,且各剂量间比较,差异无统计学意义(P>0.05),见图3。因此,选择125.000 0 μg/ml 作为最高浓度进行实验。与空白组比较,模型组细胞上清液中IL-6、IL-1β 和TNF-α 均升高(P<0.01)。与模型组比较,中剂量组和高剂量组细胞上清液中IL-1β 和TNF-α的水平降低(P<0.01);与低剂量组比较,高剂量组TNF-α的水平降低(P<0.05),见图4。
图3 横经席对Raw264.7细胞活性的影响(n=6)
与空白组比较,aP<0.05。
图4 横经席对LPS诱导的Raw264.7细胞炎症模型的影响(n=6)
A:IL-6含量;B:IL-1β含量;C:TNF-α含量。与空白组比较,aaP<0.01;与模型组比较,bbP<0.01;与低剂量组比较,cP<0.05。IL:白细胞介素;TNF-α:肿瘤坏死因子-α;LPS:脂多糖。
2.4.1 对CFA致小鼠关节炎模型中NF-κB通路的影响
与空白组比较,模型组的p65 和IκB-α 蛋白的磷酸化水平升高(P<0.01)。与模型组比较,高剂量组p65 和IκB-α 蛋白的磷酸化水平降低(P<0.01)。见图5。
图5 横经席对CFA致小鼠关节炎模型中NF-κB通路的影响(n=3)
A:蛋白表达条带图;B~C:蛋白表达柱状图。与空白组比较,aaP<0.01;与模型组比较,bbP<0.01。CFA:完全弗氏佐剂。
2.4.2 对LPS 诱导的RAW264.7 细胞炎症模型中NFκB通路的影响
与空白组比较,模型组p65 和IκB-α 蛋白的磷酸化水平升高(P<0.01)。与模型组比较,高剂量组p65 和IκB-α 蛋白的磷酸化水平降低(P<0.05)。见图6。
图6 横经席对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型中NF-κB通路的影响(n=3)
A:蛋白表达条带图;B~C:蛋白表达柱状图。与空白组比较,aaP<0.01;与模型组比较,bP<0.05,bbP<0.01。LPS:脂多糖。
本研究采用多模型评估横经席的抗炎活性,并深入探讨了横经席作用机制。研究结果显示,在急性(二甲苯致耳肿胀)、慢性(棉球肉芽肿)、免疫性(CFA关节炎)及细胞(LPS 诱导RAW264.7)炎症模型中均表现出抗炎活性。在关节炎和细胞模型中,横经席能降低血清中的IL-1β和TNF-α的水平,但对IL-6的影响有限。机制研究表明,横经席可能通过抑制NF-κB通路发挥抗炎作用。NF-κB 通路是炎症反应的核心调控者,它在细胞受到刺激时被激活,通过促进TNFα、IL-1β 等促炎因子的释放加剧炎症损伤[9-10]。已有文献表明横经席中分离的化合物2-hydroxy-1-methoxyxanthone 和Calomembranone G 能抑制NF-κB 通路[11-12]。本研究结果显示横经席能显著抑制CFA 关节炎及LPS 诱导细胞模型中p65 和IκBα 的磷酸化。基于上述发现推测,横经席可能通过结合p65 亚基的特定结构域,从而抑制IκBα 的磷酸化和降解,阻止NF-κB核转位,进而减少下游炎症因子释放[13]。
横经席对炎症因子具有差异性调控,可能因为炎症因子的表达依赖于复杂的转录调控机制[14]。IL-1β和TNF-α 的基因启动子区域含有高度保守的NF-κB响应元件,其转录活化主要受NF-κB 通路的驱动[15-16]。而IL-6 的转录调控更为复杂,还具有信号转导与转录激活因子3、激活蛋白1 等多种转录因子的响应元件[17]。此外,炎症因子的表达可能受细胞类型的微环境影响,巨噬细胞和其他免疫细胞在NF-κB抑制后可能激活旁路通路,这有助于维持IL-6 的稳态[18]。
本研究初步阐明横经席通过NF-κB 通路发挥抗炎作用的机制,为其进一步开发利用提供依据。局限在于CFA模型中因药材短缺未设中剂量组,且机制研究仅涉及蛋白水平,未来需在转录层面进一步验证。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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Exploring the anti-inflammatory mechanism of Zhuang medicine Hengjingxi based on the NF-κB signaling pathway
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