薯蓣皂苷元改善类风湿关节炎模型大鼠关节肿胀的效果及作用机制研究

摘要

目的:探讨薯蓣皂苷元改善类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)模型大鼠关节肿胀的效果及可能的作用机制。方法:从70只6周龄SPF级雄性SD大鼠中随机选取55只,建立Ⅱ型胶原诱导的RA大鼠模型,剩余15只纳入空白组。将造模成功的48只大鼠随机分为模型组、激活剂组和薯蓣皂苷元组,每组各16只。薯蓣皂苷元组以薯蓣皂苷元干预,激活剂组以尼日利亚菌素钠盐干预,空白组、模型组仅给予生理盐水。每天干预1次,共干预2周。干预结束后,采用关节炎指数评定各组大鼠的关节肿胀情况,检测外周血炎症因子[白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)]和氧化应激因子[丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)]含量,取大鼠关节滑膜组织HE染色后进行病理学观察,并测定大鼠滑膜组织中Nod样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3)炎性体信号通路相关蛋白[IL^(-1)β、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(Caspase-1)及NLRP3]含量。结果:①关节肿胀情况。模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组大鼠的关节炎指数比较,差异有统计学意义[(3.43±0.32)分,(2.44±0.20)分,(0.86±0.10)分,F=14.974,P=0.000]。激活剂组和薯蓣皂苷元组的关节炎指数均低于模型组(P=0.001,P=0.000),薯蓣皂苷元组的关节炎指数低于激活剂组(P=0.000)。②外周血炎症因子含量。空白组、模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组大鼠的血清IL^(-1)β、IL-6、TNF-α含量比较,组间差异均有统计学意义[IL^(-1)β:(128.82±13.71)μg·mL^(-1),(279.44±28.21)μg·mL^(-1),(213.12±20.65)μg·mL^(-1),(176.76±19.25)μg·mL^(-1),F=36.554,P=0.000;IL-6:(119.56±12.42)μg·mL^(-1),(271.18±27.11)μg·mL^(-1),(198.43±21.36)μg·mL^(-1),(146.85±15.72)μg·mL^(-1),F=28.643,P=0.000;TNF-α:(203.63±22.08)μg·mL^(-1),(328.91±36.22)μg·mL^(-1),(275.88±27.52)μg·mL^(-1),(237.89±23.12)μg·mL^(-1),F=41.832,P=0.000]。模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组的血清IL^(-1)β、IL-6、TNF-α含量均高于空白组(IL^(-1)β:P=0.001,P=0.000,P=0.002;IL-6:P=0.001,P=0.000,P=0.016;TNF-α:P=0.000,P=0.002,P=0.043);激活剂组和薯蓣皂苷元组的血清IL^(-1)β、IL-6、TNF-α含量均低于模型组(IL^(-1)β:P=0.003,P=0.000;IL-6:P=0.002,P=0.000;TNF-α:P=0.031,P=0.001);薯蓣皂苷元组的血清IL^(-1)β、IL-6、TNF-α含量均低于激活剂组(P=0.021,P=0.002,P=0.046)。③外周血氧化应激因子含量。空白组、模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组大鼠的血浆MDA、SOD、GSH含量比较,组间差异均有统计学意义[MDA:(10.24±1.87)μmol·L^(-1),(36.51±3.63)μmol·L^(-1),(21.33±2.42)μmol·L^(-1),(16.37±1.85)μmol·L^(-1),F=15.632,P=0.000;SOD:(145.52±14.72)U·mL^(-1),(40.41±6.96)U·mL^(-1),(79.42±8.32)U·mL^(-1),(106.12±10.22)U·mL^(-1),F=21.334,P=0.000;GSH:(38.54±3.82)U·mL^(-1),(14.77±2.12)U·mL^(-1),(21.63±2.19)U·mL^(-1),(28.63±2.97)U·mL^(-1),F=13.213,P=0.000]。模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组的血浆MDA含量均高于空白组(P=0.000,P=0.000,P=0.001),血浆SOD、GSH含量均低于空白组(SOD:P=0.000,P=0.000,P=0.001;GSH:P=0.000,P=0.000,P=0.002);激活剂组及薯蓣皂苷元组的血浆MDA含量均低于模型组(P=0.000,P=0.000),血浆SOD、GSH含量均高于模型组(SOD:P=0.000,P=0.000;GSH:P=0.001,P=0.000);激活剂组的血浆MDA含量高于薯蓣皂苷元组(P=0.007),血浆SOD、GSH含量均低于薯蓣皂苷元组(P=0.002,P=0.003)。④滑膜组织病理学观察结果。空白组关节滑膜组织结构、形态正常;模型组关节滑膜组织有炎性细胞浸润,滑膜细胞增生,血管扩张,形成血栓;激活剂组关节滑膜组织病理变化较模型组改善,但有轻微滑膜细胞增生;薯蓣皂苷元组关节滑膜组织病理变化明显改善。⑤滑膜组织NLRP3炎性体信号通路相关蛋白含量。空白组、模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组大鼠关节滑膜组织IL^(-1)β、Caspase-1、NLRP3含量比较,组间差异均有统计学意义(IL^(-1)β:0.46±0.07,1.02±0.10,0.72±0.08,0.56±0.06,F=31.025,P=0.000;Caspase-1:0.54±0.08,1.16±0.12,0.90±0.10,0.73±0.08,F=23.658,P=0.000;NLRP3:0.69±0.08,1.27±0.12,1.01±0.11,0.88±0.09,F=28.754,P=0.000);模型组、激活剂组及薯蓣皂苷元组滑膜组织IL^(-1)β、Caspase-1、NLRP3含量均高于空白组(IL^(-1)β:P=0.000,P=0.001,P=0.042;Caspase-1:P=0.000,P=0.000,P=0.006;NLRP3:P=0.000,P=0.001,P=0.013);激活剂组和薯蓣皂苷元组的IL^(-1)β、Caspase-1、NLRP3含量均低于模型组(IL^(-1)β:P=0.001,P=0.000;Caspase-1:P=0.006,P=0.000;NLRP3:P=0.007,P=0.000);薯蓣皂苷元组的IL^(-1)β、Caspase-1、NLRP3含量均低于激活剂组(P=0.007,P=0.018,P=0.046)。结论:薯蓣皂苷元能有效改善RA模型大鼠的关节肿胀,其作用机制可能是通过下调IL^(-1)β、Caspase-1、NLRP3的表达,抑制NLRP3炎性体信号通路介导的炎性反应。