文章信息
- 马雁南, 杨小颀
- MA Yannan, YANG Xiaoqi
- 黄芩苷对LPS致流产小鼠的子宫局部免疫调节机制研究
- Mechanism research of Baicalin regulating the local immunomodulatory mechanism of uterus by LPS induced abortion mice
- 天津中医药大学学报, 2018, 37(4): 314-317
- Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2018, 37(4): 314-317
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2018.04.13
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文章历史
收稿日期: 2018-04-25
2. 宝鸡市第二中医医院妇产科, 宝鸡 721300;
3. 陕西中医药大学第二附属医院生殖科, 咸阳 712046
2. Baoji Second Traditional Chinese Medicine hospital obstetrics and gynecology, Baoji 721300, China;
3. Reproductive Department of The Second Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine, Xianyang 712046, China
妊娠是一个既复杂又协调的生理过程,当其中任何一个环节发生异常,都将导致流产的发生。临床上,对妊娠28周内,胎儿体重不足1 000 g而终止者称之为“流产”[1],中医则称之为“胎漏、胎动不安”[2]。据统计,约31%的胚胎着床后发生流产[1],这一病理现象的发生正呈现逐年上升趋势,已严重影响育龄女性的身心健康[3]。
胚胎遗传并在发育全过程中携带一半父系抗原,其作为异己抗原,不仅在妊娠过程中未遭到母体子宫明显的免疫排斥,相反却与其和平相处,足以证明母体子宫通过一定的免疫调节行为促成免疫耐受机制,促使妊娠过程安全有序进行,而一旦这种稳定的免疫机制失调,势必将导致流产等现象发生,正如Duclos[4-5]等研究证实,细菌脂多糖(LPS)可在子宫局部产生大量肿瘤坏死因子-α(TNF-α),致使胚胎丢失,亦即发生流产行为。
近年来随着生殖免疫研究的精准化深入,诸多研究发现妊娠免疫耐受的形成与子宫局部的细胞因子密切相关,其中最为经典的是Th1/Th2细胞因子的平衡模式,Th1和Th2型细胞均由Th0分化而来,Th1型细胞分泌的细胞因子主要包含IFN-γ、TNF-α、IL-2等,可对胚胎造成免疫损伤,而Th2型细胞分泌的细胞因子则主要包含IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等,对胚胎则起免疫保护作用,正常妊娠时,母胎界面以Th2型反应占优势[6-9],也就是母体子宫分化发育产生的Th2型免疫细胞分泌相细胞因子诸如:IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等应在子宫与胚胎间建立免疫耐受过程中发挥强势作用[6-7]。因此,如若在胚胎发育期,人为干预增强子宫局部Th2型免疫细胞或减弱Th1型免疫细胞作用,将会促使免疫耐受,并对胚胎发育产生积极影响,起到“安胎”的积极作用。
黄芩初载于《神农本草经》,其性凉味苦,具有清热安胎的作用[8-9]。中药安胎历史悠久,黄芩亦在诸多安胎方剂中出现并沿用至今,其主要成分之一黄芩苷的安胎效果已被临床实践所证实[10-12],但其是否是在母胎界面局部免疫调节中发挥作用,且其相关作用机制却鲜未报导。
本实验选用LPS诱导流产小鼠模型,在黄芩苷干预下经ELISA测试方法检测其子宫组织中TNF-α、IL-10的含量变化情况,旨在研究黄芩苷是如何通过调节子宫局部母-胎界面免疫状态来发挥安胎作用,从免疫学角度来探讨黄芩苷的安胎机制,为中医学中黄芩“清热安胎”理论提供确凿科学依据。
1 材料与方法 1.1 试剂及药品细菌脂多糖(Lipopolysaccharide from E coli.O111B4),Sigma公司产品;黄芩苷(Baicalin),购于博奥生物医药科技有限公司;小鼠TNF-α、IL-10ELISA测试盒, BioSource产品;蛋白酶抑制剂(Aprotinin),Biosharp产品。
1.2 试验动物6~8周龄SPF级昆明雌鼠,体质量20~22 g(购于第四军医大学实验动物中心),经常规饲养适应环境1周后, 阴道涂片法挑选出处于动情期雌鼠,与雄鼠2:1合笼交配,次晨检出阴栓者,记为孕0 d。
1.3 动物分组及处理受孕小鼠随机分为空白组(A组)、LPS处理组(B组)、LPS及黄芩苷处理组(C组)、黄芩苷处理组(D组)(见表 1),各组样本数量均为10只。B、C组孕鼠分别于孕7 d给予尾静脉注射LPS 0.1 μg(0.2 mL)制作流产模型,A、D组孕7 d尾静脉注射PBS 0.2 mL。LPS处理组自孕4 d开始连续灌胃(磷酸盐缓冲液0.4 mL/d),共4 d;C、D组自孕4 d开始连续灌胃[黄芩苷液0.4 mL/(1 mg·d)],共4 d(见表 1)。孕9 d后采用颈椎脱臼法处死所有孕鼠。
1.4 胚胎吸收率和流产率计算孕9 d处死孕鼠后打开腹腔,充分暴露子宫,观察子宫生长情况,记录胚胎着床数目和胚胎吸收数目。
发育正常的胚胎形状似串珠,色泽光鲜,大小均一,胚胎的中间部位可见红色条索状胎盘。而发育异常子宫呈黑紫或褐色,内可见陈旧性出血或伴血凝块,体积明显变小,部分胚胎萎缩或消失。解剖镜下观察,模糊一片无正常胚胎结构。
胚胎吸收率及流产率的计算公式:
胚胎吸收率=吸收胚胎数/(吸收胚胎数+存活胚胎数)×100%
流产率=流产母鼠数/试验组母鼠总数×100%
1.5 试验取样在冰盒上完整取出各组子宫,除去系膜及脂肪组织后称重。纵向剖开子宫,完整剥离胚胎后,剪下右侧子宫角称量净重,加入pH=7.4磷酸盐缓冲液(内含6倍量0.75 μg/mg的蛋白酶抑制剂),立即在低温环境中(4 ℃)进行匀浆,12 000 r/min离心15 min后取上清液分装,-80 ℃冻存,用于ELSIA测定TNF-α、IL-10的含量。左侧子宫剪除后,用眼科剪分离蜕膜组织,剪成1 cm×1 cm大小,铺平放入组织盒,置于70%乙醇中固定,用于HE染色。
1.6 ELISA测定子宫组织中的TNF-α、IL-10的含量遵照试剂盒说明书操作,反应终止后,在酶标仪450 nm波长处读取吸光度(OD)值,利用标准曲线计算TNF-α、IL-10的含量。
1.7 统计分析所有数据使用Excel 2000和SPSS 18.0软件包进行统计,卡方检验分析组间差异显著性。实验数据以均数±标准差(x±s)表示,P<0.05差异有统计学意义。
2 实验结果 2.1 流产率、胚胎吸收率比较空白组10只孕鼠中2只发生流产,流产率为20%,其总计86枚胚胎中83枚为正常胚胎,且胚胎组织新鲜,少见出血、坏死,胚胎吸收率分别为3.4%。LPS处理组中10只孕鼠均发生流产,子宫内无存活胚胎,部分胚胎已经溶化,流产率及胚胎吸收率均为100%,与空白组比较有统计学差异(P<0.01)。C组的流产率20%及胚胎吸收率为3.3%,近似空白组,两组差异无统计学意义(P>0.05),但与LPS处理组相比差异有统计学意义(P<0.01)。D组流产率及胚胎吸收率均为0,与空白组相比差异有统计学意义(P<0.05),见表 1。
表 1中A、B两组实验数据对比差异显著(P<0.01),说明LPS具有明显致流产的作用;B、C组对比差异显著(P<0.01),说明黄芩苷能够有效干预LPS导致的妊娠小鼠产生流产行为;A、D组对比有差异,(P<0.05),说明黄芩苷在妊娠过程中起到积极促进作用,具有安胎功效。
2.2 子宫组织中免疫因子含量比较分析 2.2.1 TNF-α含量对比LPS处理组子宫组织中TNF-α含量最高,与A、C组相比,差异有统计学意义(P<0.01);C组子宫组织中TNF-α在黄芩苷干预下含量无明显升高,与空白组数值接近,差异无统计学意义(P>0.05);D组子宫组织中TNF-α含量最低,与空白组相比差异有统计学意义(P<0.05)。
2.2.2 IL-10含量对比LPS处理组子宫组织中IL-10含量明显减少,低于空白组,与A、C组的差异有统计学意义(P<0.01);C组子宫组织中在黄芩苷干预下IL-10的含量升高明显,与LPS处理组差异有统计学意义(P<0.01),与空白组差异无统计学意义(P>0.05);D组中IL-10的含量最高,与空白组差异有统计学意义(P<0.05)。
2.2.3 TNF-α/IL-10比值对比通过表 2中四组数据对比发现,LPS处理组TNF-α/IL-10比值最大(为1.673±0.034),与A、C、D组差异有统计学意义(P<0.01);C、D组的TNF-α/IL-10比值均低于空白组,其中D组最低(为0.115±0.045 4),均与空白组相比有差异。
2.3 子宫蜕膜组织的变化HE染色结果如图。空白组子宫腺体清晰可见,子宫蜕膜细胞排列整齐,大小均匀,数量正常。LPS处理组显示蜕膜细胞碎裂,数量明显减少,大量炎细胞浸润,局部难以见子宫腺体。C组显示蜕膜细胞数量增多,核增大,子宫腺体可见。D组显示蜕膜细胞明显增多,排列整齐,核增大,腺体清晰可见。
2.4 实验结论本实验中,在黄芩苷的干预下,不论是C组,还是D组,在流产率、胚胎吸收率方面对照LPS处理组、空白组,均显著降低且具有统计学意义,充分证明黄芩苷具有确切的安胎作用;同时,在子宫局部免疫调节因子含量方面,受黄芩苷干预作用,代表Th1型细胞途径之一的TNF-α因子含量显著降低,代表Th2型细胞途径之一的IL-10含量显著升高,使得子宫局部免疫耐受机制偏向Th2占优势趋势方向发展。这也充分证明黄芩苷既可上调Th2细胞作用,释放大量IL-10,促进子宫局部建立免疫耐受机制,降低流产率和胚胎吸收率,又可抑制Th1细胞,使得巨噬细胞分泌的TNF-α因子显著减少,降低了子宫对胚胎的细胞免疫效应,降低流产率和胚胎吸收率,综合作用的结果使母胎微环境向着Th2占优势的平衡转变,具有良好的安胎效果。
3 讨论何丽君[13]等认为,TNF-α因子在机体免疫调节中发挥双重调节作用,即适量的TNF-α可调节机体的免疫及代谢功能, 对维持稳定状态和抵制各种疾病因子具有重要意义, 而过量的TNF-α却可导致多种病理改变[14]。通过本实验可发现,空白组(A)条件下,子宫局部存在适量的TNF-α因子,维持子宫局部正常的免疫调节。而细菌脂多糖LPS处理组(B)小鼠发生流产现象,正是由于LPS诱导活化Th1型细胞,释放大量的IFN-γ,刺激子宫局部分泌过量巨噬细胞,而导致过多的巨噬细胞分泌产生过量TNF-α因子,进而诱导有害物质产生,对子宫局部和胚胎造成放大免疫反应的影响,导致胚胎丢失。付锦华[15]等认为,胚胎进入子宫后,母胎之间适应性与相容性受到IL-10的作用,即由Th2型细胞分泌产生IL-10因子在母胎界面免疫调节中促进免疫耐受机制发生,使母胎相互相容、适应。本实验中,在LPS处理(B)干预下,母胎界面免疫平衡被打破,Th1型途径占优势,抑制了Th2途径,使得IL-10因子明显减少,导致流产率、胚胎吸收率明显升高,这也从另一方面证实IL-10因子在主导Th2型细胞途径安胎机制中发挥重要作用。近年来,诸多学者在生殖免疫领域研究发现,黄芩及其有效成分能够明显调节机体的免疫功能状态,尤其在妊娠期子宫局部发挥着重要的调节作用。本研究不仅证明黄芩苷在小鼠子宫局部免疫调节中,可通过促进Th2型途径发挥良好安胎作用,同时在抑制Th1型免疫细胞产生TNF-α因子,避免胚胎丢失方面亦发挥作用,可谓黄芩苷在子宫局部免疫调节中发挥双重机制作用,却殊途同归于安胎。
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