天津中医药大学学报  2018, Vol. 37 Issue (4): 314-317

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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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收稿日期: 2018-04-25
黄芩苷对LPS致流产小鼠的子宫局部免疫调节机制研究
马雁南1,2, 杨小颀3     
1. 陕西中医药大学, 咸阳 712046;
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
摘要: 目的 研究黄芩苷在子宫局部通过免疫调节发挥安胎作用机制,为黄芩"清热安胎"提供理论依据。方法 将SPF级受孕鼠随机分为空白组(A组)、脂多糖(LPS)处理组(B组)、LPS及黄芩苷处理组(C组)和黄芩苷处理组(D组),分别比较四组的流产率、胚胎吸收率及通过ELSIA法测定的子宫组织中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素(IL)-10因子含量的差异。结果 1)流产率:B > A=C > D;2)胚胎吸收率:B > A≈C > D;3)TNF-α因子含量:B > C > A > D;4)IL-10因子含量:D > C > A > B;5)TNF-α/IL-10(即Th1/Th2):B > A > C > D,且各组差异分别具有统计学意义(P < 0.01)。结论 黄芩苷在LPS致流产小鼠子宫局部免疫调节中,不仅可上调Th2型细胞分泌IL-10因子,使其含量明显升高,同时在抑制Th1型细胞,使其产生TNF-α因子数量显著减少,综合作用避免胚胎丢失,具有良好的安胎效果。
关键词: 黄芩苷     妊娠     子宫     免疫调节     细胞因子     安胎    
Mechanism research of Baicalin regulating the local immunomodulatory mechanism of uterus by LPS induced abortion mice
MA Yannan1,2, YANG Xiaoqi3     
1. Shaanxi University of Chinese Medicine, Xianyang 712046, China;
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
Abstract: Objective To study the effects of Baicalin in the uterus through local immune modulation mechanism of tocolysis, provide a theoretical basis for "Scutellaria qingreantai". Methods the SPF pregnant rats were randomly divided into blank group (A) and LPS treatment group (B), LPS and baicalin treatment group (C) and baicalin treatment group (D), the differences were compared between the four groups of the abortion rate, embryo resorption rate and by ELSIA method for the determination of the uterus organization of TNF-alpha and IL-10 factor content. Results the abortion rate:B > A=C > D; the embryo resorption rate:B > A≈C > D; the TNF-alpha factor content:B > C > A > D; the IL-10 factor content:D > C > A > B; the TNF-alpha/IL-10 (Th1/Th2):B > A > C > D, and the differences were statistically signifycant(P < 0.01). Conclusion baicalin in LPS induced local immune regulation in mouse uterus abortion, not only can secrete IL-10, upregulation of Th2 cells, which were significantly increased, while the inhibition of Th1 cells, which produce TNF-alpha factor significantly reduced quantity, avoid the comprehensive effect of embryo loss, has good effect of tocolysis.
Key words: baicalin     pregnancy     uterine     immune regulation     cytokine     tocolysis    

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。

表 1 各处理组妊娠结果
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。

表 2 子宫组织中TNF-α、IL-10的含量
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。

图 1 各组子宫蜕膜组织HE染色结果
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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