
近几十年来,世界范围内的过敏性疾病发病率急剧升高。变应性接触性皮炎是最常见的过敏性疾病之一,是一种多基因病,34%以上的欧洲人口都受其侵扰[1-2]。变应性接触性皮炎是一种由半抗原致敏引起的抗原特异性T淋巴细胞介导的皮肤炎性疾病,主要表症为局部瘙痒、红疹、水肿等,病症持久且反复发作,严重影响患者的生活质量[3-4]。
桂枝汤首载与《伤寒论》,组方有五味,即桂枝、白芍、甘草、生姜、大枣,是调和营卫的首选方。桂枝汤临床上常用于治疗过敏性皮炎、哮喘、关节炎等免疫性疾病[5-6]。淋巴细胞是机体免疫反应过程中直接的效应细胞。过敏性疾病主要由2型免疫反应介导,2型辅助T细胞(type 2 T help cells)在其中发挥重要作用[7-8]。已有研究表明,桂枝汤具有抑制T、B淋巴细胞增殖的作用[9]。桂枝汤是否通过抑制淋巴细胞向Th2型细胞转化,从而治疗过敏性疾病?基于此,本研究利用异硫氰酸荧光素(FITC)诱导的变应性接触性皮炎小鼠模型,探讨桂枝汤对变应性接触性皮炎模型的影响;并在体外提取小鼠的脾淋巴细胞,探讨桂枝汤是否影响淋巴细胞分化。
1 材料 1.1 实验动物BALB/c小鼠,SPF级,♂,4~6周龄,体质量(18~22) g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司南京分公司,合格证证号:SYXK(苏)2014-0004。ICR小鼠,SPF级,♂,4~6周龄,体质量(18~22) g,购自南京市江宁区青龙山动物繁殖场,合格证号:SYXK(苏)2017-0001。
1.2 药物与试剂桂枝(批号20170601)为樟科植物肉桂Cinnamomum cassia Presl的干燥嫩枝,白芍(批号20170601)为毛茛科植物芍药Paeonia lactiflora Pall的干燥根,甘草(批号20171115)为豆科植物Glycyrrhiza uralensis的干燥根和根茎,大枣(批号20170601)为鼠李科植物枣Ziziphus jujuba的干燥成熟果实,以上4味药均购自南京中医药大学百草堂中医门诊部。生姜为姜科植物姜Zingiber officinale的新鲜根茎,购自南大和园农贸市场。所有药物均由南京中医药大学谷巍教授鉴定,符合2015年版《中国药典》规定。丙酮(批号:20120803)、邻苯二甲酸二丁酯(批号:20130829),上海凌峰化学试剂有限公司;FITC(批号:100125),Sigma公司;小鼠IL-4 ELISA试剂盒(批号:E09338-1631)、IL-5 ELISA试剂盒(批号:4277363)、IL-9 ELISA试剂盒(批号:E16520-112)、IFNγ ELISA试剂盒(批号:4308729)、IgE ELISA试剂盒(批号:123956012)、IL-10 ELISA试剂盒(批号:4315167),均购自美国eBioscience;地塞米松注射液(批号:1512072111),辰星药业股份有限公司;RPMI 1640培养基,Gibco公司;胎牛血清,CAPRICORN SCIENTIFIC;刀豆蛋白A(concanavalin A,ConA),Solarbio,批号:927G032;TRIzol(批号:7E191L7)、HiScript Ⅱ Q RT SuperMix for qPCR(批号:7E140L7)、AceQ qPCR SYBR Green Master Mix(批号:7E181G7),均购自Vazyme。
1.3 仪器SI403电子天平、BSA423S-CW分析天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司);7301测厚规(日本mitutoyo);SyneRgy 2酶标仪(美国Bio-Tek);GS-15R台式冷冻离心机(美国BECKMAN);BX43倒置显微镜(日本OLYMPUS);MCO-20AIC CO2细胞培养箱(日本三洋);ABI7500 PCR仪(Applied Biosystems)。
2 方法 2.1 药物制备桂枝汤处方如下:桂枝9 g、芍药9 g、甘草6 g、生姜9 g、大枣18 g。按配齐药物561 g,水煎2次合并煎液,减压浓缩至2.24 kg·L-1。
2.2 变应性接触性皮炎小鼠模型 2.2.1 建立变应性接触性皮炎小鼠模型BALB/c小鼠在d 0腹部剔毛(3 cm×3 cm),d1、2腹部涂抹80 μL质量分数为1.5% FITC溶液进行致敏,d 6向小鼠右耳涂质量分数为0.6% FITC溶液20 μL进行激发,对照组涂等体积的溶剂[邻苯二甲酸二丁酯(V) :丙酮(V)=1 :1]。24 h后,测量小鼠左右耳的厚度,计算耳肿胀度(耳肿胀度=右耳耳厚-左耳耳厚);用8 mm直径的打孔器在左右耳同一位置敲取耳圆片,称重,-80 ℃保存备用。
2.2.2 分组和给药将小鼠随机分为5组,分别为空白组、模型组、阳性对照组(地塞米松3.35×10-4 g·kg-1)、桂枝汤组(2.21、6.63 g·kg-1),每组6只。每天给药1次,连续7 d,阳性对照组腹腔注射,桂枝汤组灌胃给药,空白组以及模型组灌胃给予相同体积的生理盐水。
2.2.3 小鼠耳组织病理学检查激发24 h后,取小鼠右耳耳廓,于福尔马林液中固定。固定后,进行石蜡包埋,常规切片,HE染色,于BX43倒置显微镜下采集图像。
2.2.4 耳组织匀浆制备和ELISA法检测细胞因子的表达圆耳片精密称重后,用预冷的PBS制成质量分数为2.5%的匀浆,4 ℃、12 000 r·min-1离心10 min,取上清液保存于-20 ℃,待测。按试剂盒说明书检测耳组织匀浆中的细胞因子。
2.3 脾淋巴细胞Th1/Th2分化 2.3.1 小鼠脾淋巴细胞的提取和培养ICR小鼠脱颈椎处死,浸泡于75%的乙醇中10 min;取小鼠脾脏,用D-Hank′s冲洗两遍;在盛有8 mL D-Hank′s的培养皿中,用玻璃注射器针芯研磨脾脏;经200目滤布过滤细胞悬液,转移至10 mL离心管中;1 500 r·min-1离心3 min,弃上清,加红细胞裂解液3 mL重悬,室温静置3 min;加入D-Hank′s 5 mL,1 500 r·min-1离心3 min,弃上清液;加入8 mL D-Hank′s重悬细胞,1 500 r·min-1离心3 min;重复两次后,加入含有10%胎牛血清的RPMI 1640完全培养基3 mL重悬细胞,并计数,调整细胞浓度至3×109·L-1,检测细胞存活率>95%,置于冰上备用。
2.3.2 细胞增殖的检测将小鼠脾淋巴细胞分为8组,分别为空白组和桂枝汤各剂量组(0.000 1、0.001、0.01、0.1、1、10、100 mg·L-1),每组均设3个复孔。桂枝汤各剂量组加入对应剂量药液,空白组加入同体积的RPMI 1640完全培养基。培养箱中培养48 h后,1 000 r·min-1离心3 min,小心吸去上清,每孔加入不含血清的RPMI 1640培养基100 μL以及MTT溶液(5 mg·L-1) 10 μL。培养箱中继续培养4 h后,每孔加入三联液100 μL,于37 ℃烘箱中孵育过夜。次日在490 nm处检测OD值,根据OD值判断桂枝汤对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响。
2.3.3 细胞分组和给药将小鼠脾淋巴细胞分为5组,分别为空白组、ConA组(5 mg·L-1)、桂枝汤各剂量组(1、10、100 mg·L-1),每组3个复孔,于6孔细胞培养板中培养。模型组和桂枝汤各剂量组分别加入预先配好的含有ConA和桂枝汤的药液,空白组加入同体积的RPMI 1640完全培养基。48 h后,收集上清液,-20 ℃保存,待测,底部细胞加PBS 1 mL,待提RNA。
2.3.4 检测细胞上清中IL-4、IL-10、IFNγ水平按照ELISA说明书,检测小鼠脾淋巴细胞培养上清中IL-4、IL-10、IFNγ水平。
2.3.5 检测脾淋巴细胞中IL-4、IL-10、IFNγ、GATA3、T-bet基因的表达水平离心管底部细胞加入1 mL PBS重悬,转移至1.5 mL去酶EP管中,1 000 r·min-1离心3 min。弃上清,加0.5 mL TRIzol试剂提取RNA,冰上静置5 min;加入氯仿100 μL,震荡20 s,冰上静置15 min;4 ℃、12 000 r·min-1离心15 min;将上层无色水相转移至新去酶EP管中,加入异丙醇0.5 mL,混匀,冰上静置10 min;4 ℃、12 000 r·min-1离心10 min;弃上清,每管加入75%乙醇50 μL,清洗RNA,冰上静置10 min;4 ℃、7 500 r·min-1离心5 min;吸去乙醇,置于冰上挥干乙醇;加DEPC水20 μL,溶解RNA;检测RNA的纯度和浓度。按照逆转录试剂盒说明书将RNA逆转录成DNA,再按照PCR扩增试剂盒说明书进行操作。各基因引物序列见Tab 1。
| Gene | Forward(5′→3′) | Reverse (5′→3′) |
| GAPDH | AGAGGGATGCTGCCCTTACC | ATCCGTTCACACCGACCTTC |
| IL-4 | CCCCCAGCTAGTTGTCATCC | AGGACGTTTGGCACATCCAT |
| GATA3 | CTACGCTCCTTGCTACTCAGG | GGAGGGAGAGAGGAATCCGA |
| IFNγ | GAGGTCAACAACCCACAGGT | GGGACAATCTCTTCCCCACC |
| T-bet | CGTTTCTACCCCGACCTTCC | ATGCTCACAGCTCGGAACTC |
| IL-10 | TAACTGCACCCACTTCCCAG | AGGCTTGGCAACCCAAGTAA |
采用Graphpad Prism 5软件进行统计学分析,各组数据以x ± s表示,经方差齐性检验符合正态分布,多组数据间的比较选用One-way ANOVA,两组间比较采用Dunnett检验。
3 结果 3.1 桂枝汤对小鼠变应性接触性皮炎的影响 3.1.1 桂枝汤对耳肿胀度的影响如Fig 1所示,与空白组相比,模型组的耳肿胀度明显升高;与模型组相比,桂枝汤2.21、6.63 g·kg-1组能明显降低模型小鼠的耳肿胀度,桂枝汤6.63 g·kg-1还能明显下降小鼠的耳厚差。
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| Fig 1 Effects of GZD on ear swelling(A)and ear weight(B) of ACD mice(x ± s, n=4) **P < 0.01 vs control; #P < 0.05, ##P < 0.01 vs model |
如Fig 2所示,相较于空白组,模型组小鼠耳组织明显增厚,存在大量的炎性细胞浸润,组织水肿。与模型组相比,桂枝汤2.21、6.63 g·kg-1组耳组织中炎性细胞浸润明显减少,耳肿胀程度明显减轻。
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| Fig 2 Effect of GZD on histopathology of ear tissues of mice(HE×200) |
Tab 2结果显示,与空白组相比,模型组小鼠耳组织匀浆中的Th2型炎症因子IL-4、IL-5、IL-9水平明显上升;与模型组相比,桂枝汤组小鼠耳组织匀浆中IL-4和IL-9水平明显下降;但对IL-5的水平未见明显影响。
| Group | Dose/g·kg-1 | IL-4/ng·L-1 | IL-5/ng·L-1 | IL-9/ng·L-1 |
| Control | - | 28.16±6.20 | 3.61±0.55 | 311.98±15.53 |
| Model | - | 51.47±4.54** | 7.14±0.46** | 1265.99±68.97** |
| Dex | 3.35×10-4 | 39.00±4.69## | 6.49±1.77 | 1063.56±88.23## |
| GZD | 2.21 | 38.35±3.78## | 6.05±0.30## | 1053.20±80.84## |
| 6.63 | 31.19±2.59## | 6.50±0.72 | 1011.55±51.25## | |
| **P<0.01 vs control; ##P<0.01 vs model | ||||
如Fig 3所示,与空白组相比,模型组小鼠耳匀浆中IFNγ以及血清中IgE的水平明显升高,给予桂枝汤能明显抑制IFNγ和IgE的表达水平。
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| Fig 3 Effects of GZD on IFNγ(A) inear homogenates and IgE(B) in serum(x ± s, n=4) **P < 0.01 vs control; ##P < 0.01 vs model |
MTT法检测桂枝汤对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响,Fig 4结果显示,桂枝汤对脾淋巴细胞的增殖无明显影响。
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| Fig 4 Effect of GZD on proliferationof splenic lymphocytes(x ± s, n=3) |
Tab 3结果显示,与空白组相比,模型组上清中IL-4和IL-10的水平明显升高。桂枝汤各剂量能明显抑制IL-4和IL-10的表达。与空白组相比,模型组脾淋巴细胞分泌IFNγ水平明显升高,桂枝汤10、100 mg·L-1能明显抑制IFNγ的表达。
| Group | Dose/mg·L-1 | IL-4/ng·L-1 | IL-10/ng·L-1 | IFNγ/ng·L-1 |
| Control | - | 3.97±0.20 | 61.96±3.45 | 0.39±0.04 |
| ConA | 5 | 49.74±8.87** | 369.20±68.31** | 505.90±71.02** |
| GZD | 1 | 33.56±3.92## | 330.50±52.63 | 510.2±51.29 |
| 10 | 29.58±2.40## | 238.30±61.90# | 339.5±110.6# | |
| 100 | 31.60±1.66## | 232.60±10.15# | 210.3±31.19## | |
| **P<0.01 vs control; #P<0.05, ##P<0.01 vs ConA | ||||
Tab 4结果显示,在ConA刺激下,模型组细胞中Th2细胞因子IL-4、IL-10以及Th2细胞特征性转录因子GATA3基因的表达明显升高,但桂枝汤各剂量均能明显抑制IL-4、IL-10及GATA3基因的表达水平。在ConA刺激下,模型组细胞中Th1细胞因子IFNγ以及Th1细胞特征性转录因子T-bet的基因表达水平明显升高,桂枝汤各剂量能明显降低IFNγ的基因表达水平,对T-bet的基因表达水平也有一定程度的下降作用。
| Group | Dose/mg·L-1 | IL-4 | IL-10 | GATA3 | IFNγ | T-bet |
| Control | - | 1.08±0.55 | 1.20±0.92 | 1.05±0.40 | 1.00±0.12 | 1.01±0.17 |
| ConA | 5 | 54.54±9.95** | 6.17±2.50** | 6.27±1.34** | 4.45±1.13** | 4.57±2.06* |
| GZD | 1 | 23.61±14.97# | 0.93±0.42## | 1.55±0.76## | 2.05±1.05## | 2.84±1.69 |
| 10 | 27.61±14.35# | 1.46±0.70## | 1.49±0.09## | 1.52±0.30## | 2.17±0.93 | |
| 100 | 17.14±7.71## | 1.53±0.92## | 1.72±1.10## | 1.69±0.37## | 2.85±0.63 | |
| *P<0.05, **P<0.01 vs control; #P<0.05, ##P<0.01 vs model | ||||||
过敏性疾病是机体对抗外来抗原,产生异常免疫反应所引起的疾病,过敏性疾病过程中以2型免疫反应占主导作用,而Th2细胞就是许多过敏性疾病发病的核心[10]。T细胞分化为Th2细胞是由Th2特征性转录因子GATA3所调控的[11]。GATA3能促进IL-4、IL-5、IL-9、IL-10、IL-13等2型炎症因子基因的转录和表达,从而促进2型细胞因子的分泌,引起机体的2型免疫症状[12]。除了2型免疫反应,1型免疫反应在过敏性疾病发生和发展过程中也有重要作用。哮喘患者[13]以及过敏性皮炎小鼠[14]体内,IFNγ表达水平较高。且研究表明,IFNγ与重度哮喘患者和小鼠的气道高反应有关[13]。
中医认为,过敏性疾病是属于内外共同发作的疾病,该病主要是由于正气内虚,营卫不和。因此,中医认为,该病的治疗不能只缓解其临床症状,还应当调理患者失和之营卫。桂枝汤首载于《伤寒论》,能调和营卫,燮理阴阳,历代医家称此方为仲景“群方之冠”。临床应用显示,桂枝汤能明显改善过敏性鼻炎、哮喘等患者的发病症状,并减少疾病的复发。本研究采用FITC诱导的变应性接触性皮炎小鼠模型,探究桂枝汤治疗过敏性疾病的作用。FITC是一种半抗原,其所引起的是一种2型免疫反应[15]。结果显示,给予桂枝汤能明显降低模型小鼠的耳肿胀度,缓解耳组织炎性细胞浸润,并且还能降低IL-4、IL-9、IFNγ、IgE的水平,明确提示了桂枝汤对变应性接触性皮炎的治疗作用。
为进一步探讨桂枝汤抑制2型免疫反应的作用机制,研究探索了桂枝汤对Th2型淋巴细胞的影响,这类细胞直接介导2型免疫反应。研究发现,桂枝汤能明显降低脾淋巴细胞中Th2型特征性转录因子GATA3基因以及IL-4、IL-10的水平。此外,桂枝汤还能抑制IFNγ的表达,但对Th1细胞特征性转录因子T-bet的表达并无明显影响。提示桂枝汤对脾淋巴细胞向Th2型分化具有抑制作用,同时也能一定程度上抑制Th1细胞,从而缓解2型免疫反应症状。这可能是桂枝汤治疗过敏性疾病的机制,值得进一步探讨。
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