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

黑晓晶; 吕耀中; 李良; 章晨峰; 肖伟

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230538

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

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

药理 | 更新时间：2023-06-02

- 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
- Alcohol Extract of Angelicae Pubescentis Radix Treats Gouty Arthritis Induced by MSU via NLRP3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway
- 中国实验方剂学杂志 2023年29卷第13期页码：79-87
- 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：
  
  黑晓晶，在读硕士，从事中药学研究，E-mail：630498758@qq.com
  肖伟，中国工程院院士，博士生导师，从事中药新药研发及过程控制研究，E-mail：kanionlunwen@163.com
- 基金信息：
  
  2021年国家中医药管理局岐黄学者项目(国中医药人教函（2022）6号)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230538
  中图分类号： R2-0;R33;R289;R684.3
- 收稿日期：2023-01-30，
  
  网络出版日期：2023-04-03，
  
  纸质出版日期：2023-07-05
- 稿件说明：
移动端阅览
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

Keywords

references

黄月娇 . 非布司他治疗痛风性关节炎的效果及安全性观察［J］. 当代医药论丛， 2021 ， 19 （ 3 ）： 91 - 92 .

胡昱，赵丹，张晓丹，等 . 独活不同提取部位抑制H 2 O 2 诱导的SH-SY5Y细胞损伤［J］. 中国实验方剂学杂志， 2013 ， 19 （ 24 ）： 184 - 188 .

刘婷，张霞，李飞燕 . 急性痛风性关节炎的中西医治疗进展［J］. 中国中医急症， 2019 ， 28 （ 2 ）： 374 - 376 .

张昊，刘畅，邓瀚文，等 . 痛风性关节炎与外周血T淋巴细胞关系的研究［J］. 中国实用医药， 2022 ， 17 （ 2 ）： 48 - 51 .

牛敏，杨西超，闫美茜，等 . 血清LEP、HIF-1 α 水平及PPAR γ mRNA表达与原发性痛风性关节炎相关指标的关系及发病危险因素分析［J］. 临床误诊误治， 2021 ， 34 （ 12 ）： 25 - 29 .

闻秀珍，郑江霞，刘圣徽，等 . 痛风性关节炎降尿酸治疗启动时间对痛风性关节炎的影响［J］. 中国医学创新， 2022 ， 19 （ 33 ）： 145 - 149 .

DEHLIN M ， JACOBSSON L ， RODDY E . Global epidemiology of gout：Prevalence，incidence， treatment patterns and risk factors ［J］. Nat Rev Rheumatol ， 2020 ， 16 （ 7 ）： 380 - 390 .

PENG Y J ， LU J W ， LIU F C ， et al . Astaxanthin attenuates joint inflammation induced by monosodium urate crystals ［J］. FASEB J ， 2020 ， 34 （ 8 ）： 11215 - 11226 .

WILSON L ， SASEEN J J . Gouty arthritis：A review of acute management and prevention ［J］. Pharmacotherapy ， 2016 ， 36 （ 8 ）： 906 - 922 .

李亮，卢志雁，王政，等 . HPLC法同时测定独活中5个成分的含量［J］. 中药材， 2021 ， 44 （ 3 ）： 654 - 657 .

周璐丽，曾建国 . 独活化学成分及药理活性研究进展［J］. 中国现代中药， 2019 ， 21 （ 12 ）： 1739 - 1748 .

张超，姚金彤，马莹莹，等 . 独活寄生汤药理作用与临床应用研究进展［J］. 中国中医药信息杂志， 2019 ， 26 （ 5 ）： 141 - 144 .

国家药典委员会 . 中华人民共和国药典：一部［M］. 北京：中国医药科技出版社， 2020 ： 274 .

CODERRE T J ， WALL P D . Ankle joint urate arthritis （AJUA） in rats：An alternative animal model of arthritis to that produced by Freund's adjuvant ［J］. Pain ， 1987 ， 28 （ 3 ）： 379 - 393 .

蔡唐彦，王旭，何浈，等 . 急性痛风性关节炎大鼠模型的建立及模型维持时间观察［J］. 中国实验动物学报， 2017 ， 25 （ 5 ）： 494 - 499 .

程媛，张礼，唐熠，等 . 苏萸痛风方通过ROS/TXNIP/NLRP3信号通路抗痛风性关节炎的作用机制［J］. 中国药房， 2022 ， 33 （ 19 ）： 2343 - 2347 .

颜正华，常章富，张冰，等 . 中药学［M］. 2版 . 北京：人民卫生出版社， 2005 ： 328 .

WEI F ， ZOU S ， YOUNG A ， et al . Effects of four herbal extracts on adjuvant-induced inflammation and hyperalgesia in rats ［J］. J Altern Complement Med ， 1999 ， 5 （ 5 ）： 429 - 436 .

LI X ， WANG J ， GAO L . Anti-inflammatory and analgesic activity of R.A.P. （Radix Angelicae Pubescentis） ethanol extracts ［J］. Afr J Tradit Complement Altern Med ， 2013 ， 10 （ 3 ）： 422 - 426 .

张杰，谢映红 . 独活对痴呆大鼠脑组织中炎性细胞因子的影响［J］. 中医药学报， 2015 ， 43 （ 1 ）： 27 - 29 .

车萍，季旭明，梁粟，等 . 独活寄生汤对佐剂性关节炎大鼠的抗炎镇痛作用及血清中5-HTP，5-HIAA的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2014 ， 20 （ 19 ）： 170 - 173 .

李军，王朝阳 . 独活寄生汤对兔膝骨性关节炎关节液肿瘤坏死因子- α 、白介素-6和基质金属蛋白酶-1水平的影响［J］. 中国老年学杂志， 2012 ， 32 （ 5 ）： 1002 - 1003 .

梁霄，李娅兰，张筠昊，等 . 基于TLR2/p38 MAPK/NF- κ B信号通路探讨独活寄生汤对类风湿性关节炎大鼠的抗炎作用及机制［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 11 ）： 43 - 52 .

元明慧，姜禹辰，廉丽花，等 . 白芷提取物及其活性成分欧前胡素改善痛风性关节炎［J］. 中国药理学通报， 2022 ， 38 （ 9 ）： 1416 - 1420 .

SINGH U ， KUMAR A ， SINHA R ， et al . Calreticulin transacetylase catalyzed modification of the TNF-alpha mediated pathway in the human peripheral blood mononuclear cells by polyphenolic acetates ［J］. Chem Biol Interact ， 2010 ， 185 （ 3 ）： 263 - 270 .

LI X ， HUANG Q ， ONG C N ， et al . Chrysin sensitizes tumor necrosis factor-alpha-induced apoptosis in human tumor cells via suppression of nuclear factor-kappaB ［J］. Cancer Lett ， 2010 ， 293 （ 1 ）： 109 - 116 .

LI Z ， GUO J ， BI L . Role of the NLRP3 inflammasome in autoimmune diseases ［J］. Biomed Pharmacother ， 2020 ， 130 ： 110542 .

QIU H Y ， WANG P F ， LI Z ， et al . Synthesis of dihydropyrazole sulphonamide derivatives that act as anti-cancer agents through COX-2 inhibition ［J］. Pharmacol Res ， 2016 ， 104 ： 86 - 96 .

GURRAM B ， ZHANG S ， LI M ， et al . Celecoxib conjugated fluorescent probe for identification and discrimination of cyclooxygenase-2 enzyme in cancer cells ［J］. Anal Chem ， 2018 ， 90 （ 8 ）： 5187 - 5193 .

PRUTHI R S ， WALLEN E M . Cyclooxygenase-2：A therapeutic target for prostate cancer ［J］. Clin Genitourin Cancer ， 2005 ， 4 （ 3 ）： 203 - 211 .

贾子跃，张少卓 . 调控肿瘤坏死因子及其信号通路的中药治疗骨性关节炎的研究进展［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 20 ）： 250 - 257 .

KAPOOR M ， MARTEL-PELLETIER J ， LAJEUNESSE D ， et al . Role of proinflammatory cytokines in the pathophysiology of osteoarthritis ［J］. Nat Rev Rheumatol ， 2011 ， 7 （ 1 ）： 33 - 42 .

李迎春，徐建华 . 急性痛风性关节炎的发病机制及研究进展［J］. 安徽医学， 2013 ， 34 （ 1 ）： 96 - 98 .

MARTINON F ， PETRILLI V ， MAYOR A ， et al . Gout-associated uric acid crystals activate the NALP3 inflammasome ［J］. Nature ， 2006 ， 440 （ 7081 ）： 237 - 241 .

MANGAN M ， OLHAVA E J ， ROUSH W R ， et al . Targeting the NLRP3 inflammasome in inflammatory diseases ［J］. Nat Rev Drug Discov ， 2018 ， 17 （ 8 ）： 588 - 606 .

SWANSON K V ， DENG M ， TING J P . The NLRP3 inflammasome： molecular activation and regulation to therapeutics ［J］. Nat Rev Immunol ， 2019 ， 19 （ 8 ）： 477 - 489 .

HE Y ， HARA H ， NUNEZ G . Mechanism and regulation of NLRP3 inflammasome activation ［J］. Trends Biochem Sci ， 2016 ， 41 （ 12 ）： 1012 - 1021 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

不同炮制方法对川乌抗痛风性关节炎及心脏毒性作用的影响

穿山龙总皂苷下调COX-2介导的M1巨噬细胞重编程减轻痛风性关节炎机制

中医药调控Nrf2信号通路防治痛风性关节炎的研究进展

中药通过调节NLRP3炎症小体治疗急性肺损伤的研究进展

基于NLRP3炎症小体探讨脑清通汤对自发性高血压大鼠肾损伤的作用机制