羟基积雪草苷(MA)是中药积雪草的主要活性成分之一,口服给药可显著抑制小鼠胶原关节炎(CIA),最低有效剂量仅20mg/kg。但MA在体外对T淋巴细胞和巨噬细胞的活化并无明显影响,且口服吸收少,血中也未能检出其可能的代谢物。说明MA的作用并非通过原形或代谢物吸收入血影响循环中的免疫细胞,其效应方式和机制值得深入探究。 本课题依据前期预实验,首次从调节肠道黏膜免疫的角度,探索MA的作用机制和活性形式。在CIA大鼠,研究MA对肠道黏膜免疫、全身性自身免疫应答和关节炎的改善作用,并借助黏膜免疫缺损模型,探明上述作用的内在联系;此外,采用肠内菌代谢法,研究MA在肠道的生物转化,富集代谢产物;依据MA的主要效应方式,对其原形和代谢物进行体外研究,揭示其活性形式和分子机制。本研究将对MA治疗类风湿关节炎的机制予以全新的解释,促进该化合物的开发利用,同时也为五环三萜皂苷作用机制的研究提供新的思路。
rheumatoid arthritis;madecassoside;gut-associated lymph tissue;pharmacokinetic/pharmacology disconnection;interleukin-10
类风湿关节炎(RA)是一种以关节滑膜炎症为特征的慢性全身性自身免疫疾病。羟基积雪草苷(Mad)是中药积雪草的主要活性成分之一,其20mg/kg灌胃给药可有效改善小鼠胶原诱导的关节炎(CIA),但100mg/kg灌胃给药后大鼠的最高血浆浓度仅0.31μM,远低于抑制巨噬细胞活化的最低有效浓度。针对这一药动学/药效学不相关现象,本课题探索Mad的独特效应机制。 1.对CIA大鼠免疫异常的调节作用Mad灌胃给药显著改善CIA大鼠的关节病变,下调全身性炎症反应及针对II型胶原的免疫应答,其机制与下调Th17免疫应答、提升Treg细胞因子IL-10含量、恢复Th17/Treg平衡相关。此外,Mad尚能改善关节炎大鼠的肠道黏膜免疫异常。 2.抗关节炎作用的肠道免疫机制Mad在CIA大鼠治疗给药后,其原型及主要代谢产物羟基积雪草酸在外周主要淋巴器官/组织中的浓度远未达到有效浓度,腹腔注射实验进一步排除了Mad灌胃给药后吸收入血经原型和/或代谢产物发挥效应的可能性,作用呈现明显的肠道依赖特征。Mad灌胃给药后通过增加小肠固有层中Foxp3+淋巴细胞的数目,促进小肠固有层CD4+T细胞高表达IL-10,后者经由循环扩散至全身。 3.促进CIA大鼠小肠黏膜固有层CD4+T细胞产生IL-10的机制Mad灌胃给药增强大鼠小肠固有层DCs诱导CD4+T细胞产生 IL-10的能力,促使后者向Foxp3+Treg及Tr1分化/转化,其机制可能通过促进DCs产生可溶性物质(IL-27和视磺酸)和表达表面分子PIR-B。在体外,Mad对小肠固有层CD4+T细胞和小肠肠段产生IL-10无明显的影响,对小肠固有层DCs诱导CD4+T细胞产生 IL-10的能力亦无明显影响,其灌胃给药后可能通过影响肠道菌群活动,增强了小肠固有层DCs诱导CD4+T细胞产生 IL-10能力。 综上,Mad灌胃后并非通过吸收入血、以原型或代谢产物在全身发挥抗关节炎作用,呈现肠道依赖的特点。Mad通过影响肠道共生菌,调节小肠固有层DCs活化,提升CD4+T细胞产生 IL-10的能力,局部大量产生的IL-10经循环扩散至全身发挥作用。本研究揭示了Mad在极低的生物利用度下依赖肠道发挥抗关节炎作用的独特效应模式和机制,为具有类似药动学特点化合物作用机制的研究提供了新的思路。