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编号:10230403
芪麝颈康丸对颈椎间盘内IL-1α、IL-6、TNFα含量的影响
http://www.100md.com 《中国中医骨伤科杂志》 2000年第1期
     作者:王拥军 施杞 石印玉 吴士良 沈培芝 徐宇 刘梅

    单位:王拥军(上海市中医药研究院骨伤科研究所 上海 200032);施杞(上海市中医药研究院骨伤科研究所 上海 200032);石印玉(上海市中医药研究院骨伤科研究所 上海 200032);吴士良(苏州医学院生化教研室);沈培芝(上海市中医药研究院骨伤科研究所 上海 200032);徐宇(上海市中医药研究院骨伤科研究所 上海 200032);刘梅(上海市中医药研究院骨伤科研究所 上海 200032)

    关键词:椎间盘;退变;细胞因子;芪麝颈康丸;实验研究

    中国中医骨伤科杂志000107 摘 要:目的:了解退变颈椎间盘的病理变化过程,检测退变椎间盘内细胞因子含量,并观察芪麝颈康丸对其抑制作用。方法:首先建立家兔静力失衡性颈椎病动物模型,诱导兔颈椎间盘退变,分对照组与模型组及治疗组,双抗夹心ELASA技术检测各组动物椎间盘中IL-1α、IL-6、TNFα抗体含量,进行组间比较。结果:7月造模组与对照组相比较,椎间盘中IL-1α、IL-6、TNFα含量均明显升高,有统计学差异,而芪麝颈康丸对其含量有降低作用(P<0.01)。结论:退变椎间盘中释放的细胞因子可以加速炎症介质的释放,加速椎间盘的退变,芪麝颈康丸对其含量有明显的抑制作用。
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    中图分类号:R681.5 文献标识码:A

    文章编号:1005-0205(2000)-00023-03

    Experimental Study The Effect of Qishejingkang Recipe on IL-1α、IL-6、TNFα of Degenerated Cervical Vertebral of Rabbits

    Wang Yongjun, Shiqi,Shiyinyu

    (Institute of Orthopaedics and Traumatology of

    Shanghai University of T.C.M.200032)

    ABSTRACT:To study the effect of Qishejingkang recipe on contents of IL-1α、IL-6、TNFα of degenerated cervical vertebral. A model of degenerated cervical vertebral in the rabbit was established through resection of the cervical supraspinous and interspinous ligaments from the cervical spine elicited by surgical intervention. The contents of IL-1α、IL-6 and TNFα in disc of degenerated cervical vertebral was assayed with ELASA. The contents of IL-1α、IL-6 and TNFα in disc of degenerated cervical vertebral in Qishejingkang recipe group declined significantly compared with model group. Qishejingkang Recipe could decrease the content of IL-1α、IL-6 and TNFα in disc of degenerated cervical vertebral and it might inhabited the formation of inflammatory effect.
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    KEY WORDS:Cervical vertebral Degeneration Qishejingkang recipe Cytokines Experimental study▲

    退变的颈椎间盘被认为是颈椎病的基本病理改变。可是在处理颈椎疾患时,往往把该病的病因简单地归结于脊柱结构的异常,临床上发现,即使颈椎结构异常的纠正或压迫解除也不能治愈病人;而一些没有椎间盘突出的患者,其临床症状反而严重。椎间盘释放的炎症介质产生的化学刺激已被认为与颈痛的发生密切相关[1],退变椎间盘产生的细胞因子可能诱导炎症介质的释放。在建立颈椎病模型的基础上[2],诱导动物颈椎间盘退变,检测其中的细胞因子的水平,并采用临床应用有效的芪麝颈康丸进行治疗,旨在寻求退变椎间盘的病理变化规律,证实中药的治疗作用。

    材料和方法

    1 动物选择与分组 实验选用18只6月龄新西兰兔,体重2.5~3.0Kg。将实验动物分为3组,分别为造模组、对照组、中药治疗组,每组6只。
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    2 造模方法 将兔颈后部剪毛及清洁后,按0.1g/kg体重行氯氨酮肌注麻醉;麻醉满意后,俯卧位固定于手术台上,碘酒、酒精消毒后辅巾,取颈背部正中纵向切口,长约7~8cm,切开皮肤后,钝性分离直至充分暴露棘突。将脊柱两侧附着于棘突椎板及小关节的肌肉全部分离开,然后依次切除的棘上及棘间韧带。术后7月时耳部静脉气栓法处死动物,切取颈椎间盘。

    3 药物 芪麝颈康方:由黄芪、川芎、人工麝香、防己等药组成,水煎浓缩制成胶囊。按公斤体重折算,于造模6月后喂服,每日1次,连用1个月。

    4 检测项目与方法:IL-1α、IL-6、TNFα检测试剂盒由法国Immunotech公司提供。采用双抗夹心ELASA法。操作步骤:椎间盘组织称重后加入0.02mol/L PBS缓冲液中,调整液体量,使每毫升PBS含湿重组织0.1g,冰水浴中电动匀浆5000rpm×30s,离心3000rpm×3min,取上清液。加标准品和样品100μl/孔,留出一孔作空白孔,加双蒸水100μl,2~8℃孵育4h。倾去孔内液体,各孔快速注入洗板液,3min×3次。各孔加稀释的酶标抗体200μl(空白孔除外),18~25℃静置过夜。各孔加底物液200μl,置摇床上振荡350rpm,18~25℃孵育15min。每孔加终止液50μl终止反应。以空白孔调零,酶联免疫检测仪读取405~414nm间光密度值(OD值)。在标准曲线上查出相应样品的含量。
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    5 数据统计 组间配对T检验,SPSS7.5版统计软件处理数据。

    结果

    表1 椎间盘细胞因子含量(pg/g)比较 组别

    IL-1α

    IL-6

    TNFα

    正常组

    6.84±1.92

    4.08±1.52

    1.75±0.63

    模型组

    12.57±2.37**
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    5.93±1.68*

    2.99±0.74*

    中药组

    9.12±2.09

    4.29±0.78Δ

    1.97±0.69Δ

    与正常组比较 *P<0.05,**P<0.01;与模型组比较ΔP<0.05。

    模型组中IL-1α、IL-6、TNFα的含量较正常组升高,芪麝颈康丸抑制退变椎间盘组织中IL-1α、IL-6、TNFα的含量,有显著性差异(P<0.05)。
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    讨论

    1 退变椎间盘中细胞因子 IL-1α、IL-6、TNFα是一类可溶性细胞因子,在体内具有广泛的生物学活性。Rand等[3]发现,培养中的鼠正常椎间盘细胞在脂多糖刺激下,可大量合成、分泌IL-l和IL-6等细胞因子。Takahashi[4]认为除外源性途径外,椎间盘细胞可以通过自分泌方式产生 IL-l和IL-6等因子,并在退变椎间盘组织中检测出了IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α等细胞因子,本次实验也证实了这样的结果。

    2 细胞因子在椎间盘退变疾病中的作用

    2.1 参与椎间盘中的炎症反应 Gronblad等[5]报道IL-1可通过调控退变椎间盘组织中前列腺素E2等炎症介质含量,影响椎间盘退变的继发性病理过程,IL-1α和PGE2很易浸润至神经根,对神经根直接刺激或增强缓激肽的敏感性,从而产生神经根痛,说明IL-l本身可能是一种强有力的致痛物质。IL-1α与IL-1β均可促使椎间盘细胞产生PGE2,且呈一定程度的剂量依赖关系。采用IL-1受体拮抗物治疗颈椎病的尝试也正是基于这种认识。Kang等[6]认为,与正常椎间盘组织相比,退变的颈腰椎间盘组织自发产生较高水平的MMPS、NO、IL-6和PGE2,MMPS降解蛋白多糖中的角蛋白,NO、IL-6、PGE2参与IL-1诱导的蛋白多糖合成的抑制,这些研究说明退变椎间盘产生的细胞因子具有启动基质降解酶和促进炎症反应的作用。
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    2.2 诱导痛觉过敏和神经根损害作用 IL-1、IL-6和TNF等炎性细胞因子具有明显的诱导痛觉过敏作用,它们极有可能参与盘源性颈痛和神经根痛的发生过程。Cunha等[7]将IL-1、IL-6和TNF等炎性细胞因子分别注入鼠的前脚掌,在两侧脚掌均诱发了明显的痛觉过敏状态,且痛觉过敏的强度与药物剂量呈正相关。在局部注入这些细胞因子的抗血清后,上述作用明显减弱。Wehling[8]等发现应用IL-1ra可改善鼠实验性脊神经根炎的神经电生理的异常,IL-1ra可特异性地阻断IL-1的作用,说明IL-1的刺激是引起脊神经根失能的因素之一。TNFα具有明显的神经毒性作用,局部给以TNFα,可导致典型的神经髓鞘损伤,血管通透性增加,血管内微血栓形成。

    2.3 促进椎间盘基质降解 IL-1在椎间盘退变的病理过程中占有重要的地位,IL-1通过诱导基质金属蛋白酶的表达,引起蛋白多糖降解;通过刺激分泌NO,抑制PG的合成,导致PG的净损失。Liu等[9]用IL-1α刺激体外培养的人体椎间盘组织,可见金属基质蛋白酶的生成量显著增加,并呈一定的时效关系。Shimei等[10]发现IL-1α可抑制体外培养的兔纤维环细胞生成蛋白多糖,但对其DNA的合成并无影响。表明IL-1在椎间盘蛋白多糖的代谢过程尤其是异化过程中具有重要的调控作用。
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    细胞因子是相互联系,以网络形式发挥综合调控作用,表现为生成上的相互诱导,功能上的相互叠加、协同。退变椎间盘细胞和外来炎性细胞有可能通过细胞因子的介导,在上述细胞因子的生成和释放中起协同作用,从而促进椎间盘退变。

    3 芪麝颈康方抑制退变椎间盘中细胞因子的机理探讨

    黄芪益卫固表,利水消肿,补中益气。麝香芳香走窜,通诸窍之不利,开经络之壅遏,活血散结,为止痛之要药。川芎为血中之气药,能行气开郁,通达气血。防己善祛风利湿止痛,诸药合用,共奏益气化瘀、消肿止痛、祛风通络之功效。黄芪有抑制巨噬细胞产生IL-1,从而抑制前列腺E2合成,且呈剂量依赖关系。黄芪多糖可促进创伤小鼠IL-2及IL-2R的基因转录表达,从而纠正创伤后细胞免疫功能的低下状态[11]。不同剂量麝香水溶性的分离物的抗炎实验结果表明,麝香-51和-65的抗炎强度均为氢化可的松的6倍。从麝香分离出的抗炎1号,对巴豆油引起的小鼠耳部炎症的抗炎作用约为氢化可的松的40倍,并证明麝香对退变椎间盘中炎症全过程都有不同程度的作用。其抗炎作用与降低毛细血管通透性、抑制白细胞游出和抑制环氧化物酶的活性有关[12,13]。防己所含主要有效成分汉防己甲素对细胞免疫和体液免疫均呈现出明显的抑制效应,对单核细胞、巨噬细胞产生IL-1、TNFα及淋巴细胞产生TNFα亦有较强的抑制作用,其作用强于小蘖碱6~18倍。汉防己甲素可使大鼠急性炎症时血管通透性降低,阻止中性粒细胞游出。体外实验证实,汉防己甲素能抑制白细胞的粘附、趋化、吞噬活性,阻止人单核细胞和中性粒细胞前列腺素和白三烯的产生。其抗炎机制不是通过环氧化酶途径,而是通过钙拮抗作用,干扰跨膜信息传递[14]
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    退变椎间盘是引起盘源性颈痛的炎症释放源,细胞因子是促进炎症反应进而引起疼痛的原因之一。芪麝颈康丸具有降低退变颈椎间盘中细胞因子含量的作用,其具体调控机制有待进一步从分子细胞生物学方面加以研究。■

    基金项目:上海市科学技术发展基金(NO:964919019)

    作者简介:王拥军(1965-),男(汉族),安徽宿州市人,副研究员,医学博士。

    参考文献:

    [1]Tolonen J, Gronblad M, Virri J, et al. Basic fibroblast growth factor immunoreactivity in blood vessels and cells of disc herniations.Spine,1995,20:271
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    [2]彭宝淦,施杞,沈培芝,等.一个新的颈椎病动物模型.中国中医骨伤科,1996,4(5):10

    [3]Rand N,Reichet F,Floman Y,et al.Murine nucleus pulpous derived cells secrete interleukins-1β,-6,and 10 and GM-CSF in cell culture. Spine ,1997,22:2598~2602

    [4]Takahashi H,Suguro T,Okazima Y,et al.Inflammatory cytokines in the herniated disc of the lumbar spine.Spine,1996,21:218~224

    [5]Goldring MB,Birkhead J,Sandell LJ,et al.Interleukin-1 suppresses expression of cartilage-specific typeⅡ and IX collagens and increases type I and Ⅲ collagens in human chondrocytes. J Clin Invest,1988,82:2026~2031
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    [6]Kang JD,Georgescu HI,Mclntyre-Larkin L,et al.Herniated cervical intervertebral discs spontaneous lyproduce matrix metalloproteinases,nitric oxide,interleukin-6,and prostaglandin E2.Spine,1995,20:2373

    [7]Cunha FQ,Poole S,Lorenzetti BB,et al.The pivotal role of tumor necrosis factor in the development of inflammatory hyperalgesia.Br J Pharmacol,1992,107:660~664

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    [9]Liu J,Roughley PJ,Mort JS.Identification of human intervertebral disc stromelysin and its involvement in matrix degeneration.J Orthop Res.1991,9(4):568~575

    [10]Shinmei M, Kikuchi T, Yamagishi M,et al.The role of interleukin -1 on proteoglycan metabolism of rabbit annulus fibrosis cells cultured in vitro.Spine,1988,13(11):1284~1290

    [11]梁华平,张艳.黄芪多糖调节创伤小鼠IL-2及IL-2受体基因表达的实验研究.中医药学报,1995,20(3):27

    [12]施杞,彭宝淦.人工麝香对退变颈椎间盘炎症抑制作用的实验研究.中国中医骨伤科杂志,1997,5(3):1

    [13]黄正良.麝香的药理作用及临床应用研究.中成药研究,1987,(5):23

    [14]徐克意.盐酸木放己碱的抗炎作用.中国药理学报,1986,7(5):422

    收稿日期:1999-06-20, 百拇医药