防己黄芪消肿方调控滑膜巨噬细胞极化治疗膝骨关节炎滑膜炎

危一飞; 程桯; 肖潇; 展嘉文; 蒋科卫; 银河; 白天宇; 梁佩文; 赵勇

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220703

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

防己黄芪消肿方调控滑膜巨噬细胞极化治疗膝骨关节炎滑膜炎

药理 | 更新时间：2022-06-09

- 防己黄芪消肿方调控滑膜巨噬细胞极化治疗膝骨关节炎滑膜炎
- Fangji Huangqi Detumescence Prescription Treats Synovitis in Rats with Knee Osteoarthritis by Modulating Polarization of Synovial Macrophages
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第13期页码：112-122
- 作者机构：
  
  1.中国中医科学院望京医院，北京 100102
  2.首都医科大学附属北京中医医院，北京 100010
  3.中医正骨技术北京市重点实验室，北京 100102
- 作者简介：
  
  危一飞，硕士，主治医师，从事骨与关节疾病基础与临床相关研究，E-mail：bjweiyf@126.com
  赵勇，博士，主任医师，博士生导师，从事中医骨科学的临床与基础研究，E-mail：Zhaoyong423@163.com
- 基金信息：
  
  中国中医科学院骨伤科学重大攻关项目(C12021A02001);国家中医药管理局中医药创新团队及人才支持计划项目(ZYYCXTD-C-202003)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220703
  中图分类号： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- 收稿日期：2021-10-29，
  
  网络出版日期：2022-01-25，
  
  纸质出版日期：2022-07-05
- 稿件说明：
移动端阅览
危一飞,程桯,肖潇等.防己黄芪消肿方调控滑膜巨噬细胞极化治疗膝骨关节炎滑膜炎[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(13):112-122.

WEI Yi-fei,CHENG Ting,XIAO Xiao,et al.Fangji Huangqi Detumescence Prescription Treats Synovitis in Rats with Knee Osteoarthritis by Modulating Polarization of Synovial Macrophages[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(13):112-122.
危一飞,程桯,肖潇等.防己黄芪消肿方调控滑膜巨噬细胞极化治疗膝骨关节炎滑膜炎[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(13):112-122. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220703.

WEI Yi-fei,CHENG Ting,XIAO Xiao,et al.Fangji Huangqi Detumescence Prescription Treats Synovitis in Rats with Knee Osteoarthritis by Modulating Polarization of Synovial Macrophages[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(13):112-122. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220703.

摘要

目的

观察防己黄芪消肿方（FHDP）对Hulth法膝骨关节炎（KOA）大鼠关节滑膜巨噬细胞极化情况及滑膜炎情况的干预作用。

方法

36只大鼠随机分为6组，分别为假手术组、模型组、FHDP高、中、低剂量组（29.16、14.58、7.29 g·kg

-1

）及洛索洛芬钠组（16.2 mg·kg

-1

）。采用改良Hulth法造KOA大鼠模型。术后6周根据分组给予高、中、低3个剂量的FHDP药液、生理盐水（NS）及洛索洛芬钠药液进行干预，给药2周后处死动物。苏木素-伊红（HE）染色后观察滑膜及软骨的组织病理学改变，流式细胞术（FCM）及免疫荧光（IF）评估M1/M2巨噬细胞极化情况，分别采用免疫组织化学（IHC）及酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测关节组织和血清中白细胞介素-1

（IL-1

）、肿瘤坏死因子-

（TNF-

）、白细胞介素-10（IL-10）、金属基质蛋白酶-13（MMP-13）等巨噬细胞极化相关蛋白的表达水平。

结果

与假手术组比较，模型组Krenn及Mankin评分显著增高（

0.01）；与模型组比较，各给药组均能降低Krenn评分（

0.05，

0.01），Mankin评分差异无统计学意义。与假手术组比较，模型组M1/mø（CD38

）显著升高（

0.01），M2/mø（CD206

）降低（

0.05）；与模型组比较，FHDP高、中、低剂量组可降低M1/mø（

0.05，

0.01），各给药组均提高M2/mø，但差异无统计学意义。与假手术组比较，模型组M1/M2显著升高（

0.01）；与模型组比较，各FHDP剂量组M1/M2均显著降低（

0.01），FHDP高、中剂量组较洛索洛芬钠组M1/M2更低（

0.05）。与假手术组比较，模型组滑膜及软骨中TNF-

、IL-1

、MMP-13的水平显著增高（

0.01），IL-10的水平显著降低（

0.01）；与模型组比较，各给药组均能降低滑膜中TNF-

、IL-1

水平（

0.05），对滑膜中MMP-13及IL-10的水平影响差异无统计学意义，各给药组均未能影响软骨中各炎症介质的水平。与假手术组比较，模型组血清TNF-

、IL-

水平显著升高（

0.01），IL-10水平降低（

0.05）；与模型组比较，FHDP高剂量组可降低TNF-

水平（

0.05），各给药组均能升高IL-10水平（

0.05，

0.01），各给药组IL-

的水平差异无统计学意义。

结论

防己黄芪消肿方可改善KOA大鼠关节滑膜炎，可通过抑制M1巨噬细胞极化影响促炎细胞因子及金属基质蛋白酶的分泌，对M2巨噬细胞极化无明显影响作用，调控巨噬细胞极化失衡是该方缓解滑膜炎症治疗KOA的可能机制。

Abstract

Objective

To assess the curative effects of Fangji Huangqi detumescence prescription （FHDP） on synovitis and polarization of synovial macrophages of knee osteoarthritis （KOA） model in rats induced by Hulth method.

Method

Thirty-six rats were randomly divided into sham operation group， model group， high-dose， medium-dose， and low-dose （29.16， 14.58， and 7.29 g·kg

-1

） FHDP groups， and loxoprofen sodium （16.2 mg·kg

-1

） group. KOA model in rats was induced by modified Hulth method. Six weeks after the operation， rats were given high， medium， and low concentrations of FHDP， normal saline （NS）， and loxoprofen sodium according to the group to intervene， and sacrificed after 2-week administration. Synovium and cartilage histopathological changes were observed after hematoxylin-eosin （HE） staining. Flow cytometry （FCM） and immunofluorescence （IF） test were used to evaluate the polarization of M1/M2 macrophages. Immunohistochemistry （IMC） and enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） were used to detect the related protein expression levels of macrophage polarization， such as interleukin-1

（IL-1

）， tumor necrosis factor-

（TNF-

）， interleukin-10 （IL-10）， and matrix metalloproteinase-13 （MMP-13） in joint tissues and serum.

Result

Compared with the sham operation group， Krenn and Mankin scores in the model group were significantly increased （

0.01）. Compared with the model group， Krenn score was decreased in all administration groups （

0.05，

0.01）， but there was no significant difference in Mankin score in any administration groups. Compared with the sham operation group， M1/mø （CD38

） ratio in the model group was significantly increased （

0.01）， and M2/mø （CD206

） ratio in the model group was decreased （

0.05）. Compared with the model group， M1/mø ratio in the high， medium， and low-dose FHDP groups was decreased （

0.05，

0.01）， but M2/mø ratio was increased in all administration groups （the difference had no statistical significance）. Compared with the sham operation group， M1/M2 ratio in the model group was significantly increased （

0.01）. Compared with the model group， M1/M2 ratio in all FHDP groups was significantly decreased （

0.01）， and M1/M2 ratio in the high and medium-dose FHDP groups was lower than that in the loxoprofen sodium group （

0.05）. Compared with the sham operation group， the levels of TNF-

， IL-1

， and MMP-13 in synovium and cartilage of the model group were significantly increased （

0.01）， the level of IL-10 was significantly decreased （

0.01）. Compared with the model group， the levels of TNF-

and IL-1

in synovium were decreased in all administration groups （

0.05）， but the difference of the levels of MMP-13 and IL-10 in synovium had no statistical significance. The level of inflammatory mediators in cartilage was not affected in all administration groups. Compared with the sham operation group， the levels of TNF-

and IL-

in serum of the model group were significantly increased （

0.01）， the level of IL-10 was decreased （

0.05）. Compared with the model group， the level of TNF-

in the high-dose FHDP group was decreased （

0.05）， and the level of IL-10 was increased in all administration groups （

0.05，

0.01）. The difference of the level of IL-

in all administration groups had no statistical significance.

Conclusion

FHDP attenuated the synovitis of KOA rats. FHDP exert the effect on the releasing of proinflammatory cytokines and MMP by inhibiting the polarization of M1 macrophages in synovium， and had no significant effect on the polarization of M2 macrophages. Modulating the imbalanced polarization of synovial macrophages was a possible mechanism of FHDP on attenuating synovitis and treating KOA.

关键词

Keywords

references

黄杰，黄肖华，闫连杰，等 . 中医药治疗膝骨关节炎的研究进展［J］. 现代中西医结合杂志， 2020 ， 29 （ 25 ）： 2835 - 2838 .

CROSS M ， SMITH E ， HOY D ， et al . The global burden of hip and knee osteoarthritis： Estimates from the global burden of disease 2010 study ［J］. Ann Rheum Dis ， 2014 ， 73 （ 7 ）： 1323 - 1330 .

ISHIJIMA M ， WATARI T ， NAITO K ， et al . Relationships between biomarkers of cartilage， bone， synovial metabolism and knee pain provide insights into the origins of pain in early knee osteoarthritis ［J］. Arthritis Res Ther ， 2011 ， 13 （ 1 ）： R22 .

AHEDI H ， AITKEN D ， BLIZZARD L ， et al . Quantification of hip effusion-synovitis and its cross-sectional and longitudinal associations with hip pain， MRI findings and early radiographic hip OA ［J］. BMC Musculoskelet Disord ， 2020 ， 21 （ 1 ）： 533 .

AYRAL X ， PICKERING E H ， WOODWORTH T G ， et al . Synovitis： A potential predictive factor of structural progression of medial tibiofemoral knee osteoarthritis-results of a 1 year longitudinal arthroscopic study in 422 patients ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2005 ， 13 （ 5 ）： 361 - 367 .

MACFARLANE L A ， YANG H ， COLLINS J E ， et al . Association of changes in effusion-synovitis with progression of cartilage damage over eighteen months in patients with osteoarthritis and meniscal tear ［J］. Arthritis Rheumatol ， 2019 ， 71 （ 1 ）： 73 - 81 .

KRASNOKUTSKY S ， BELITSKAYA-LÉVY I ， BENCARDINO J ， et al . Quantitative magnetic resonance imaging evidence of synovial proliferation is associated with radiographic severity of knee osteoarthritis ［J］. Arthritis Rheum ， 2011 ， 63 （ 10 ）： 2983 - 2991 .

SCANZELLO C R ， MCKEON B ， SWAIM B H ， et al . Synovial inflammation in patients undergoing arthroscopic meniscectomy： Molecular characterization and relationship to symptoms ［J］. Arthritis Rheum ， 2011 ， 63 （ 2 ）： 391 - 400 .

LINDBLAD S ， HEDFORS E . Arthroscopic and immunohistologic characterization of knee joint synovitis in osteoarthritis ［J］. Arthritis Rheum ， 1987 ， 30 （ 10 ）： 1081 - 1088 .

REVELL P A ， MAYSTON V ， LALOR P ， et al . The synovial membrane in osteoarthritis： A histological study including the characterisation of the cellular infiltrate present in inflammatory osteoarthritis using monoclonal antibodies ［J］. Ann Rheum Dis ， 1988 ， 47 （ 4 ）： 300 - 307 .

BENITO M J ， VEALE D J ， FITZGERALD O ， et al . Synovial tissue inflammation in early and late osteoarthritis ［J］. Ann Rheum Dis ， 2005 ， 64 （ 9 ）： 1263 - 1267 .

ANDERSON P . Intrinsic mRNA stability helps compose the inflammatory symphony ［J］. Nat Immunol ， 2009 ， 10 （ 3 ）： 233 - 234 .

KRAUS V B ， MCDANIEL G ， HUEBNER J L ， et al . Direct in vivo evidence of activated macrophages in human osteoarthritis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2016 ， 24 （ 9 ）： 1613 - 1621 .

PISCAER T M ， MüLLER C ， MINDT T L ， et al . Imaging of activated macrophages in experimental osteoarthritis using folate-targeted animal single-photon-emission computed tomography/computed tomography ［J］. Arthritis Rheum ， 2011 ， 63 （ 7 ）： 1898 - 1907 .

DAGHESTANI H N ， PIEPER C F ， KRAUS V B . Soluble macrophage biomarkers indicate inflammatory phenotypes in patients with knee osteoarthritis ［J］. Arthritis Rheumatol ， 2015 ， 67 （ 4 ）： 956 - 965 .

LIU B ， ZHANG M ， ZHAO J ， et al . Imbalance of M1/M2 macrophages is linked to severity level of knee osteoarthritis ［J］. Exp Ther Med ， 2018 ， 16 （ 6 ）： 5009 - 5014 .

ZHANG H ， LIN C ， ZENG C ， et al . Synovial macrophage M1 polarisation exacerbates experimental osteoarthritis partially through R-spondin-2 ［J］. Ann Rheum Dis ， 2018 ， 77 （ 10 ）： 1524 - 1534 .

UTOMO L ， VAN OSCH G J ， BAYON Y ， et al . Guiding synovial inflammation by macrophage phenotype modulation： An in vitro study towards a therapy for osteoarthritis ［J］. Osteoarthritis Cartilage ， 2016 ， 24 （ 9 ）： 1629 - 1638 .

张斌，倪振洪，杨鹏，等 . 低强度脉冲超声调控滑膜巨噬细胞极化抑制关节滑膜炎［J］. 第三军医大学学报， 2019 ， 41 （ 8 ）： 747 - 756 .

危一飞，程桯，林新晓，等 . 自拟消肿方治疗膝骨关节炎并急性滑膜炎的临床研究［J］. 现代中西医结合杂志， 2021 ， 30 （ 1 ）： 44 - 48 .

程玥，丁泽贤，张越，等 . 茯苓多糖及其衍生物的化学结构与药理作用研究进展［J］. 中国中药杂志， 2020 ， 45 （ 18 ）： 4332 - 4340 .

李士旭 . 加味防己黄芪汤联合醋酸泼尼松片治疗肾病综合征对肾功能及炎症指标的影响［J］. 实用中医药杂志， 2020 ， 36 （ 5 ）： 641 - 642 .

覃清霞，何娟，何欢，等 . 防己黄芪汤对人类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞功能的影响［J］. 时珍国医国药， 2021 ， 32 （ 1 ）： 24 - 27 .

余阗，彭力平，马笃军，等 . 牛膝总皂苷对实验兔膝骨关节炎滑膜组织的影响［J］. 中国中医骨伤科杂志， 2017 ， 25 （ 6 ）： 1 - 5 .

胡华，李连泰，刘艳伟，等 . 四妙散加味对膝关节滑膜炎湿热阻络证患者关节液炎性因子和神经肽物质的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 6 ）： 97 - 102 .

王蓉，马腾茂，刘飞，等 . 防己的药理作用及临床应用研究进展［J］. 中国中药杂志， 2017 ， 42 （ 4 ）： 634 - 639 .

HULTH A ， LINDBERG L ， TELHAG H . Experimental osteoarthritis in rabbits. Preliminary report ［J］. Acta Orthop Scand ， 1970 ， 41 （ 5 ）： 522 - 530 .

王欢，王庆甫，石鑫超，等 . TLRs与NF- κ B在大鼠骨关节炎滑膜中的表达及意义［J］. 中国中医骨伤科杂志， 2016 ， 24 （ 6 ）： 4 - 8 .

KRENN V ， MORAWIETZ L ， BURMESTER G R ， et al . Synovitis score： Discrimination between chronic low-grade and high-grade synovitis ［J］. Histopathology ， 2006 ， 49 （ 4 ）： 358 - 364 .

WANG J ， DONG F F ， LI X F ， et al . Effects of Yiqi Huayu prescription on knee cartilage degeneration in HIF-1alpha gene knockout mice ［J］. Zhongguo Gu Shang ， 2013 ， 26 （ 6 ）： 486 - 492 .

XING Y ， WANG L ， WANG C ， et al . Pharmacokinetic studies unveiled the drug-drug interaction between rans-2，3，5，4'-tetrahydroxystilbene-2-O- β -d-glucopyranoside and emodin that may contribute to the idiosyncratic hepatotoxicity of Polygoni Multiflori Radix ［J］. J Pharm Biomed Anal ， 2019 ； 164 ： 672 - 680 .

SHAKIBAEI M ， JOHN T ， SCHULZE-TANZIL G ， et al . Suppression of NF-kappaB activation by curcumin leads to inhibition of expression of cyclo-oxygenase-2 and matrix metalloproteinase-9 in human articular chondrocytes： Implications for the treatment of osteoarthritis ［J］. Biochem Pharmacol ， 2007 ， 73 （ 9 ）： 1434 - 1445 .

王绪辉，周重建，闵熙敬，等 . 防己黄芪汤提取物治疗活动期类风湿性关节炎的临床药效评估［J］. 中医杂志， 1993 （ 3 ）： 156 - 158 .

LIU-BRYAN R . Synovium and the innate inflammatory network in osteoarthritis progression ［J］. Curr Rheumatol Rep ， 2013 ， 15 （ 5 ）： 323 .

FARAHAT M N ， YANNI G ， POSTON R ， et al . Cytokine expression in synovial membranes of patients with rheumatoid arthritis and osteoarthritis ［J］. Ann Rheum Dis ， 1993 ， 52 （ 12 ）： 870 - 875 .

TRIFUNOVIĆ J ， MILLER L ， DEBELJAK Ž ， et al . Pathologic patterns of interleukin 10 expression-a review ［J］. Biochem Med （Zagreb）， 2015 ， 25 （ 1 ）： 36 - 48 .

杨光，惠越，陈奎，等 . 苍术内酯Ⅱ对骨关节炎大鼠软骨损伤、血清炎症因子和氧化应激的调节作用及机制研究［J］. 中医学报， 2021 ， 36 （ 3 ）： 601 - 607 .

马威，孙海超，毕荣修 . 桂枝芍药知母汤加减对风寒湿痹型膝骨关节炎患者疗效及炎性细胞因子的影响［J］. 广州中医药大学学报， 2021 ， 38 （ 2 ）： 284 - 288 .

耿秋东，张应生，卢文亚，等 . 化湿定痛汤对木瓜蛋白酶诱导的膝骨关节炎大鼠血清IL-1、IL-6、IL-10的影响［J］. 中华中医药杂志， 2020 ， 35 （ 9 ）： 4654 - 4657 .

戚晴雪，马玉峰，吴忌，等 . 低频超声促透通络止痛方对大鼠不同程度膝骨关节炎的影响［J］. 南京中医药大学学报， 2014 ， 30 （ 3 ）： 244 - 248 .

李梓灏，黄刚，严伟健，等 . 肾气丸对膝骨性关节炎模型大鼠炎症因子和软骨基质的影响［J］. 广州中医药大学学报， 2021 ， 38 （ 1 ）： 129 - 134 .

BLOM A B ， VAN LENT P L ， LIBREGTS S ， et al . Crucial role of macrophages in matrix metalloproteinase-mediated cartilage destruction during experimental osteoarthritis： Involvement of matrix metalloproteinase 3 ［J］. Arthritis Rheum ， 2007 ， 56 （ 1 ）： 147 - 157 .

WOOD M J ， LECKENBY A ， REYNOLDS G ， et al . Macrophage proliferation distinguishes 2 subgroups of knee osteoarthritis patients ［J］. JCI Insight ， 2019 ， 4 （ 2 ）： e125325 .

BONDESON J ， WAINWRIGHT S D ， LAUDER S ， et al . The role of synovial macrophages and macrophage-produced cytokines in driving aggrecanases， matrix metalloproteinases， and other destructive and inflammatory responses in osteoarthritis ［J］. Arthritis Res Ther ， 2006 ， 8 ： R187 .

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

基于网络药理学的鹿茸治疗骨关节炎作用的机制

基于PI3K/Akt/NF-κB信号通路探讨阳和汤调控巨噬细胞极化减轻骨关节炎的作用机制

基于Nrf2通路与巨噬细胞活化探讨克癃胶囊治疗良性前列腺增生的作用机制

贞术调脂胶囊通过SCAP-SREBP-1c/NLRP3通路改善糖尿病肾病小鼠肾脏脂质沉积和炎症

基于转录组数据多维度解析荷叶碱抗脑缺血的作用机制