Alcohol Extract of Angelicae Pubescentis Radix Treats Gouty Arthritis Induced by MSU via NLRP3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway

HEI Xiaojing; LYU Yaozhong; LI Liang; ZHANG Chenfeng; XIAO Wei

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230538

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Alcohol Extract of Angelicae Pubescentis Radix Treats Gouty Arthritis Induced by MSU via NLRP3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway

更新时间：2023-06-02

- Alcohol Extract of Angelicae Pubescentis Radix Treats Gouty Arthritis Induced by MSU via NLRP3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 13, Pages: 79-87(2023)
- 作者机构：
  
  1.南京中医药大学，南京 210023
  2.江苏康缘药业股份有限公司，江苏连云港 222001
  3.中药制药过程新技术国家重点实验室，江苏连云港 222001
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230538
  CLC： R2-0;R33;R289;R684.3
- Published：05 July 2023，
  
  Published Online：03 April 2023，
  
  Received：30 January 2023，
- 稿件说明：
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黑晓晶,吕耀中,李良等.基于NLRP3/ASC/Caspase-1信号通路探讨独活醇提物对MSU诱导的痛风性关节炎的治疗作用[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(13):79-87.

HEI Xiaojing,LYU Yaozhong,LI Liang,et al.Alcohol Extract of Angelicae Pubescentis Radix Treats Gouty Arthritis Induced by MSU via NLRP3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(13):79-87.
黑晓晶,吕耀中,李良等.基于NLRP3/ASC/Caspase-1信号通路探讨独活醇提物对MSU诱导的痛风性关节炎的治疗作用[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(13):79-87. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230538.

HEI Xiaojing,LYU Yaozhong,LI Liang,et al.Alcohol Extract of Angelicae Pubescentis Radix Treats Gouty Arthritis Induced by MSU via NLRP3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(13):79-87. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230538.

摘要

目的

通过体内和体外实验探讨独活醇提物（DH50）对尿酸钠（MSU）晶体诱导的痛风性关节炎的治疗作用及作用机制。

方法

体内实验：将50只雄性SD大鼠，随机分为正常组、模型组、地塞米松组（DXMS，0.07 mg·kg

-1

）、DH50低剂量组（DH50-D，9 mg·kg

-1

）、高剂量组（DH50-G，18 mg·kg

-1

）5组（

=10）。连续灌胃给药7 d，正常组和模型组给予等体积纯水，第5天向大鼠右侧踝关节注射MSU建立痛风性关节炎模型。测量造模后4、8、24、48 h的大鼠足跖容积并对关节炎症评分，苏木素-伊红（HE）染色检测大鼠滑膜组织病理形态的改变，酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测大鼠滑膜组织匀浆中肿瘤坏死因子-

（TNF-

）、白细胞介素-1

（IL-1

）、白细胞介素-6（IL-6）的含量变化，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测滑膜组织中NOD样受体蛋白3（NLRP3）、胱天蛋白酶-1（Caspase-1）、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）、IL-1

、环氧化酶-2（COX-2）的蛋白表达情况。体外实验：使用MSU（75 mg·L

-1

）刺激RAW264.7细胞建立细胞炎症模型，同时设置正常组、模型组、地塞米松组（DXMS，100 μmol·L

-1

）、DH50低质量浓度组（DH50-D，25 mg·L

-1

）、DH50中质量浓度组（DH50-Z，50 mg·L

-1

）、DH50高质量浓度组（DH50-G，100 mg·L

-1

），噻唑蓝（MTT）比色法检测各组细胞活力，ELISA检测细胞培养上清中TNF-

含量，Western blot检测细胞中NLRP3、活化的（cleaved）Caspase-1、IL-1

、TNF-

、COX-2的蛋白表达情况。

结果

体内实验：与正常组比较，模型组大鼠足跖肿胀程度加深、关节炎症评分显著升高（

0.01），滑膜组织炎性浸润严重，组织匀浆中炎症因子含量显著升高（

0.01），NLRP3、Caspase-1、ASC、IL-1

、COX-2蛋白表达明显上调（

0.05，

0.01）；与模型组比较，DH50低、高剂量组大鼠足跖肿胀程度减轻、关节炎症指数降低，炎性浸润减轻，组织匀浆中炎症因子含量显著降低（

0.01），相关蛋白表达均有不同程度的下调（

0.05，

0.01）。体外实验：与正常组比较，模型组细胞上清液中TNF-

含量显著升高（

0.01），细胞中NLRP3、cleaved Caspase-1、IL-1

、TNF-

、COX-2蛋白表达明显上调（

0.05，

0.01）；与模型组比较，DH50低、中、高剂量组细胞上清液中TNF-

含量均显著降低（

0.01）且呈剂量依赖性，细胞中相关蛋白表达有不同程度下调（

0.05，

0.01）。

结论

DH50在体内和体外均有较好的改善痛风性关节炎的作用，主要通过抑制NLRP3炎症小体的激活从而抑制炎症因子的生成来实现。

Abstract

Objective

To explore the efficacy and mechanism of the alcohol extract DH50 of Angelicae Pubescentis Radix in treating gouty arthritis induced by monosodium urate （MSU） crystals

in vivo

and

in vitro

Method

Fifty male SD rats were randomly assigned into five groups （

=10）： a normal group， a model group， a dexamethasone （DXMS， 0.07 mg·kg

-1

） group， and low- （DH50-D， 9 mg·kg

-1

） and high-dose （DH50-G， 18 mg·kg

-1

） DH50 groups. The rats in the normal group and model group were administrated with the same amount of pure water. On day 5， the gouty arthritis model was established by injecting MSU into the right ankle joint of rats. The toe volume and joint inflammation index were measured 4， 8， 24， and 48 h after modeling. The pathological changes of the synovial tissue were detected by hematoxylin-eosin （HE） staining. Enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） was employed to measure the levels of tumor necrosis factor-alpha （TNF-

）， interleukin （IL）-1

， and IL-6 in the synovial tissue. Western blot was employed to measure the protein levels of NOD-like receptor protein 3 （NLRP3）， cysteine-aspartic protease-1 （Caspase-1）， apoptosis-associated speck-like protein containing a C-terminal caspase recruitment domain （ASC）， IL-1

， and cyclooxygenase-2 （COX-2） in the synovial tissue. Furthermore， the cell inflammation model was established with RAW264.7 cells stimulated with MSU （75 mg·L

-1

）. The cell experiments were carried out with 6 groups： a normal group， a model group， a positive drug （DXMS， 100 μmol·L

-1

） group， and low- （DH50-D， 25 mg·L

-1

）， medium- （DH50-Z， 50 mg·L

-1

）， and high-dose （DH50-G， 100 mg·L

-1

） DH50 groups. Methyl thiazolyl tetrazolium （MTT） assay was employed to determine the cell viability， ELISA to determine the content of TNF-

in the supernatant of cell culture， and Western blot to determine the protein levels of NLRP3， cleaved Caspase-1， IL-1

， TNF-

， and COX-2.

Result

Compared with the normal group， the rat model group showed increased toe swelling degree and joint inflammatory index （

0.01）， serious infiltration of the synovium， elevated levels of inflammatory cytokines in the tissue homogenate （

0.01）， and up-regulated protein levels of NLRP3， Caspase-1， ASC， IL-1

， and COX-2 （

0.05，

0.01）. Compared with the rat model group， low- and high-dose DH50 mitigated the toe swelling degree， decreased the joint inflammatory index， alleviated the inflammatory infiltration， lowered the levels of inflammatory cytokines in the tissue homogenate （

0.01）， and down-regulated the expression of related proteins （

0.05，

0.01）. Compared with the normal group， the cell model group showed elevated level of TNF-

in the supernatant （

0.01） and up-regulated protein levels of NLRP3， cleaved Caspase-1， IL-1

， TNF-

， and COX-2 （

0.05）. Compared with the model group， low， medium， and high doses of DH50 lowered the level of TNF-

in the supernatant of cell culture in a dose-dependent manner and down-regulated the expression of related proteins （

0.05，

0.01）.

Conclusion

DH50 can mitigate gouty arthritis both

in vitro

and

in vivo

by inhibiting the activation of NLRP3 inflammasomes and the production of inflammatory cytokines.

关键词

痛风性关节炎尿酸钠结晶独活醇提物炎症因子NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体

Keywords

gouty arthritismonosodium urate （MSU） crystalalcohol extract of Angelicae Pubescentis Radixinflammatory cytokinesNOD-like receptor protein 3 （NLRP3） inflammasome

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