宁泌泰胶囊对良性前列腺增生模型大鼠的治疗作用及机制研究

2023-08-17 12:55刘胜京高庆和于文晓杨九天赵子维马东岳
中草药 2023年16期
关键词:前列腺胶囊模型

刘胜京,王 福,高庆和,于文晓,郭 俊,杨九天,赵子维,马东岳,郭 军

宁泌泰胶囊对良性前列腺增生模型大鼠的治疗作用及机制研究

刘胜京,王 福,高庆和,于文晓,郭 俊,杨九天,赵子维,马东岳,郭 军*

中国中医科学院西苑医院 男科,北京 100091

探讨宁泌泰胶囊对良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)大鼠的治疗作用及作用机制。SD大鼠随机分为对照组、模型组及宁泌泰胶囊低、中、高剂量(0.21、0.41、0.82 g/kg)组和非那雄胺(0.45 mg/kg)组,每组8只。大鼠隔天sc 50 mg/kg丙酸睾酮复制BPH大鼠模型,连续30 d,造模同时给予相应药物。给药结束后,称定大鼠体质量和前列腺湿质量,计算前列腺指数;采用苏木素-伊红(HE)和Masson染色观察大鼠前列腺组织病理情况及纤维化程度;免疫组化法检测大鼠前列腺组织增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表达;免疫荧光法检测大鼠前列腺组织雄激素受体(androgen receptor,AR)和表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)表达;ELISA检测大鼠前列腺组织白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平。与对照组比较,模型组大鼠前列腺指数显著升高(<0.001);前列腺组织病理显示被膜增厚,腺体密度增加,腺上皮分泌旺盛,形成密集的皱褶或乳头状结构;Masson染色可见间质内纤维组织增生及血管增生,前列腺组织PCNA表达显著升高(<0.001);前列腺组织AR和EGF表达显著升高(<0.001),IL-6和TNF-α水平显著升高(<0.05)。与模型组比较,给予药物干预后,前列腺增生程度明显减弱,间质内纤维组织及血管增生减少,前列腺组织PCNA表达显著下降(<0.01、0.001);前列腺组织AR和EGF表达显著降低(<0.001),IL-6和TNF-α水平显著降低(<0.05、0.01)。宁泌泰胶囊可降低BPH大鼠前列腺指数,改善增生的前列腺腺体结构,减少间质纤维组织增生,抑制BPH大鼠前列腺组织PCNA增殖。其作用机制可能与抑制前列腺组织AR、EGF表达、降低前列腺组织促炎细胞因子水平有关。

宁泌泰胶囊;良性前列腺增生;增殖;雄激素受体;表皮生长因子;促炎细胞因子

良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)是导致中老年男性排尿障碍最常见的泌尿系统疾病,以前列腺体积增大及下尿路症状(lower urinary tract symptoms,LUTS)为主要临床表现,严重影响患者生活质量[1]。随着全球人口老龄化的加剧,BPH发病率高且呈上升趋势[2]。目前药物治疗以α受体阻滞剂和5α-还原酶抑制剂为一线治疗方式,但仍有患者疗效不佳[3-4]。中医认为本病属于“精癃”“癃闭”“淋证”等范畴,治疗BPH有较好的优势[5-6]。

研究表明宁泌泰胶囊单用或联合化学药使用均可显著改善BPH患者LUTS症状,可改善患者国际前列腺症状评分(international prostate symptom score,IPSS)评分,减轻临床症状,控制病情发展[7-11]。但目前宁泌泰胶囊治疗BPH的机制尚不清楚。本研究探讨宁泌泰胶囊对丙酸睾酮诱导的BPH模型大鼠的治疗作用及作用机制,为其临床及后续药物研究提供参考。

1 材料

1.1 动物

1.2 药品与试剂

宁泌泰胶囊(国药准字Z20025442,批号220309)由贵阳新天药业股份有限公司提供;非那雄胺片(国药准字J20150143,批号H20160290)购自杭州默沙东制药有限公司;增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)抗体(批号10205-1-IG)购自美国Proteintech公司;雄激素受体(androgen receptors,AR)抗体(批号68492)购自美国CST公司;表皮细胞生长因子(epidermal growth factor,EGF)抗体(批号ab94898)购自英国Abcam公司;山羊抗兔IgG抗体(批号bs-0295G-AF488)购自Bioss公司;Masson染色试剂盒(批号GPB1828)购自Genepool公司;白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)ELISA试剂盒(批号EIA-3756)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)ELISA试剂盒(批号EIA-3655)购自Biotech公司。

1.3 仪器

3-30K型高速冷冻离心机(美国Sigma公司);MDF-C8V型−80 ℃低温冰箱(日本SANYO公司);ELx800型酶标仪(美国Bio-Tek公司);QL-902型涡旋振荡仪(海门市其林贝尔仪器制造有限公司);Nikon Eclipse Ti-SR型倒置荧光显微镜(日本尼康公司);Pannoramic MIDI全景扫描仪(匈牙利3D HISTECH公司)。

2 方法

2.1 分组、造模与给药

48只雄性SD大鼠随机分为对照组、模型组及宁泌泰胶囊低、中、高剂量(0.21、0.41、0.82 g/kg,分别相当于临床剂量的0.5、1、2倍)组和非那雄胺(0.45 mg/kg,临床等效剂量)组,每组8只。因丙酸睾酮为脂溶性,采用花生油为溶剂配制丙酸睾酮溶液。除对照组外,其余大鼠隔天sc 50 mg/kg丙酸睾酮复制BPH大鼠模型[12],对照组于同样位置隔天sc等量花生油,连续30 d。造模同时,各给药组ig相应药物,对照组和模型组ig等体积纯净水,1次/d,连续30 d。

2.2 标本采集

末次给药后,称定大鼠体质量并记录,麻醉后完整切除大鼠前列腺组织,于提前预冷的生理盐水中漂洗,仔细剥离剔除脂肪等组织后,称定前列腺组织湿质量,前列腺组织于4%多聚甲醛溶液中固定。采用取血针抽取大鼠腹主动脉血于促凝管,放置分层后,3000 r/min离心10 min,取上清,全程避免震荡,将血清移到1.5 mL EP管,标记后−80 ℃冰箱保存。

2.3 大鼠前列腺指数测定

取材时称定大鼠体质量及前列腺湿质量,计算前列腺指数[13]。

前列腺指数=(前列腺湿质量/大鼠体质量)×1000

2.4 苏木素-伊红(HE)及Masson染色观察大鼠前列腺组织病理变化及纤维化程度

取各组大鼠相同部位的前列腺组织,常规固定,经脱水、透明、浸蜡、包埋、切片后,分别进行HE及Masson染色。采用HE染色评价各组大鼠前列腺组织病理情况,观察各组前列腺上皮增生情况、腺体结构以及腺体周围间质细胞及纤维组织增生情况。采用Masson染色评价各组大鼠前列腺组织纤维化程度。

在水利工程施工建设环节,要加大对软土地基处理的重视力度,并且积极采集土地基地的试验数据,从而提高试验数据的应用价值,从根源消除质量安全隐患,强化整体工程建设质量。

2.5 免疫组化法检测大鼠前列腺组织PCNA表达

将包埋好的前列腺组织蜡块进行切片,脱蜡后用PBS缓冲液冲洗,于EDTA缓冲液中修复,3%过氧化氢溶液培养切片,3%牛血清白蛋白封闭,滴加PCNA抗体(1∶150),4 ℃孵育过夜;滴加二抗,4 ℃孵育后加入DAB溶液,完全显色后,苏木素复染,1%盐酸乙醇分化,氨水返蓝,流水冲洗。切片经梯度乙醇脱水干燥,二甲苯透明,中性树胶封固后,于显微镜下观察并拍照。

2.6 免疫荧光法检测大鼠前列腺组织AR及EGF表达

将包埋好的前列腺组织切片,PBS冲洗后,加1%牛血清白蛋白及0.1%聚山梨醇-100,封闭,PBS清洗。滴加AR及EGF抗体,4 ℃孵育过夜;清洗后,滴加荧光二抗,室温避光孵育45 min;清洗后,滴加DAPI,室温避光孵育10 min,清洗后,指甲油封片,于荧光显微镜下观察并拍照。

2.7 ELISA检测大鼠前列腺组织促炎细胞因子IL-6及TNF-α水平

按照ELISA试剂盒说明书检测各组大鼠前列腺组织促炎细胞因子IL-6及TNF-α水平。

2.8 统计学分析

3 结果

3.1 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺指数的影响

在造模及给药过程中,各组均未见大鼠死亡,各组大鼠体质量未见明显差异。正常情况下各组大鼠前列腺指数较为恒定,如果前列腺组织发生增生或者发生充血水肿,则前列腺指数增大[14]。如图1所示,与对照组比较,模型组前列腺指数明显升高(<0.001);与模型组比较,各给药组前列腺指数均显著降低(<0.001)。

与对照组比较:#P<0.05 ###P<0.001;与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001,下图同

3.2 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织病理变化的影响

如图2所示,对照组大鼠前列腺组织结构完整,腺腔规则,腺体上皮和间质形态正常且排列整齐。模型组可见大鼠前列腺组织被膜增厚,腺体密度增加,腺上皮分泌旺盛,形成密集的皱褶或乳头状结构,充满腺腔,管壁增厚;部分腺体周围纤维组织及小血管增生。给予宁泌泰胶囊或非那雄胺干预后,大鼠前列腺增生程度明显减弱。

3.3 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺间质纤维化程度的影响

Masson染色后大鼠前列腺间质胶原纤维呈蓝色,肌纤维呈红色,可用于区分胶原纤维和肌纤维,并可显示胶原纤维含量及纤维化程度。如图3所示,对照组大鼠前列腺组织间质未见明显纤维组织增生,可见少量小血管。模型组间质内可见纤维组织增生及血管增生(<0.001)。给予宁泌泰胶囊或非那雄胺干预后,间质内纤维组织及小血管增生减少(<0.01、0.001),表明宁泌泰胶囊能够有效减轻前列腺组织纤维化程度。

图2 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织病理变化的影响(HE染色)

3.4 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织PCNA表达的影响

PCNA与DNA合成有关,被认为是细胞增殖的标志性抗原,可作为评价细胞增殖状态的指标,在BPH模型大鼠中,PCNA蛋白高表达[14]。如图4所示,与对照组比较,模型组大鼠前列腺组织PCNA蛋白高表达(<0.001);给予宁泌泰胶囊或非那雄胺药物干预后,PCNA蛋白表达减弱(<0.001)。

3.5 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织AR表达的影响

研究发现,BPH患者AR表达显著增加[15]。如图5所示,与对照组比较,模型组前列腺组织AR表达显著升高(<0.001);给予宁泌泰胶囊干预后,前列腺组织AR表达显著降低(<0.001)。

3.6 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织EGF表达的影响

EGF为与BPH密切相关的表皮生长因子,可刺激前列腺细胞增殖,参与调节上皮细胞分化[16]。如图6所示,与对照组比较,模型组前列腺组织EGF蛋白表达显著升高(<0.001);给予宁泌泰胶囊干预后,EGF蛋白表达显著降低(<0.001)。

图3 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺间质纤维化程度的影响(Masson染色)

图4 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织PCNA表达的影响

图5 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织AR表达的影响(×100)

图6 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织EGF表达的影响(×100)

3.7 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织IL-6和TNF-α水平的影响

慢性炎症在BPH的发生与进展中起着重要的作用[17]。如图7所示,与对照组比较,模型组前列腺组织促炎细胞因子IL-6和TNF-α水平显著升高(<0.05);与模型组比较,宁泌泰胶囊中、高剂量组IL-6和TNF-α水平均显著降低(<0.05、0.01)。

4 讨论

BPH是最常见的泌尿系统疾病之一,其病因为前列腺间质及腺体成分增生,前列腺体积增大,压迫尿道,尿道狭窄而出现LUTS症状[1]。BPH发病率及症状往往随年龄递增且进行性加重,导致患者出现排尿困难甚至尿潴留等问题,严重影响中老年男性生活质量。目前随着我国老龄化社会逐步到来,BPH的患病率也在逐年增加,给患者、家庭及社会带来了巨大的医疗经济负担[2]。目前临床上对BPH的治疗方法主要为手术及药物治疗,由于BPH患者多为中老年,生理机能减弱,手术存在一定损伤以及术后依然可能存在一定并发症等问题,患者身心负担较重,因此药物治疗仍为轻中度及部分重度BPH患者的首选治疗方式[1]。

图7 宁泌泰胶囊对BPH大鼠前列腺组织IL-6和TNF-α水平的影响(, n = 8)

中医药是治疗BPH等重要手段之一,因其多靶点调控方式发挥较好的治疗优势[18-20]。宁泌泰胶囊由四季红、白茅根、大风藤、三颗针、仙鹤草、木芙蓉叶、连翘组成,方中四季红为君药,清热利湿、利尿通淋、解毒散瘀。白茅根甘寒清润、凉血止血;大风藤苦寒清热、凉血解毒;连翘辛凉宣散、消痈开结,三者俱为臣药。三颗针、仙鹤草清热利湿、收敛止血,木芙蓉叶解毒、消肿,佐助君臣。由此而成清热解毒、利湿通淋之专方[10,21]。诸多临床研究证实宁泌泰胶囊单用或者联合α受体阻滞剂/5α-还原酶抑制剂治疗BPH具有较好的临床疗效[7-11]。本研究结果显示,宁泌泰胶囊可明显降低模型大鼠前列腺指数,抑制前列腺组织的病理增生、间质纤维化和PCNA蛋白的增殖,其疗效与阳性对照药物非那雄胺相当,在动物层面进一步证明了宁泌泰胶囊治疗BPH的有效性。

目前BPH的发病机制尚不完全明确,可能与性激素、生长因子、炎症细胞、脂质过氧化等有关[1,16,22-23]。课题组前期通过对宁泌泰胶囊进行网络药理学及分子对接研究,认为宁泌泰胶囊可能通过调节前列腺组织细胞生长、调节性激素水平、抑制促炎细胞因子表达和抑制生长因子相关受体等机制,从而起到多靶点治疗BPH的作用[24]。前列腺是雄激素依赖性器官,雄激素是调控前列腺生长、结构维持及功能完整的重要激素。在前列腺内,睾酮可直接与AR结合产生生物活性,还可在5α-还原酶的催化作用下转化为活性更强的双氢睾酮(dihydrotestosterone,DHT)促使前列腺的增生[25]。本研究发现,宁泌泰胶囊可抑制BPH模型大鼠前列腺组织AR表达,表明宁泌泰胶囊可能通过抑制模型大鼠AR表达,通过影响雄激素及其受体作用来抑制BPH的发生。

前列腺的基质成分在调控前列腺生长方面起非常重要的作用。基质细胞分泌蛋白参与调节上皮细胞的分化,而BPH的形成可能因抑制细胞增殖的基质成分缺乏所致[26]。前列腺的间质和上皮都能合成和分泌生长因子,并通过这些生长因子以旁分泌的形式相互影响及调节上皮和间质的分化和生长[27]。近年来研究显示,BPH与多种生长因子的异常表达有关,生长因子参与前列腺基质-上皮相互作用,其中EGF为经典的表皮生长因子,可通过作用于细胞膜上的受体,促进细胞分裂从而导致前列腺上皮细胞增生[28]。本研究发现宁泌泰胶囊可显著降低BPH模型大鼠中前列腺组织EGF表达,说明宁泌泰胶囊可能通过抑制前列腺组织EGF表达,影响前列腺基质-上皮相互作用,从而达到抑制BPH的作用。

目前流行病学、组织病理与治疗学方面的研究均提示前列腺中组织炎症的发生与BPH的进展相关[29]。目前研究发现宁泌泰胶囊可通过抗炎、抗氧化,作用CC趋化因子配体2(chemokine C-C motif ligand 2,CCL2)-丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatived protein kinase,MAPK)通路等途径影响全身和局部免疫,从而改善慢性非细菌性前列腺炎动物模型的系列症状[30-31]。IL-6及TNF-α为典型的促炎细胞因子,是炎症反应过程中出现最早且重要的炎性介质之一,可激活中性粒细胞及淋巴细胞,调节组织代谢活性并促使其他细胞因子的合成与释放。本研究发现,宁泌泰胶囊可降低BPH模型大鼠促炎细胞因子IL-6及TNF-α水平,揭示宁泌泰胶囊可能通过降低促炎细胞因子表达来起到治疗BPH的作用。

综上,宁泌泰胶囊对BPH具有显著的治疗效果,可降低BPH模型大鼠前列腺指数,改善前列腺组织增生病理结构,抑制前列腺组织增殖、间质纤维化和PCNA增殖。其作用机制可能与抑制BPH大鼠前列腺组织AR、EGF和促炎细胞因子表达相关。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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Protective effect and mechanism of Ningmitai Capsules on benign prostatic hyperplasia rat model

LIU Sheng-jing, WANG Fu, GAO Qing-he, YU Wen-xiao, GUO Jun, YANG Jiu-tian, ZHAO Zi-wei, MA Dong-yue, GUO Jun

Department of Andrology, Xiyuan Hospital of China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China

To explore the therapeutic effect and mechanism of Ningmitai Capsules (宁泌泰胶囊) on benign prostatic hyperplasia (BPH) rats.SD rats were randomly divided into control group, model group, Ningmitai Capsules low-, medium-, high-dose (0.21, 0.41, 0.82 g/kg) groups and finasteride (0.45 mg/kg) groups, with eight rats in each group. The rat model of BPH was established by sc 50 mg/kg testosterone propionate at intervals of 1 d for 30 d, and the corresponding drugs were given at the same time. After drug administration, body weight and prostate wet weight of rats were weighed, and prostate index was calculated. Hematoxylin-eosin (HE) and Masson staining were used to observe the pathological situation and fibrosis degree of prostate tissue in rats. Immunohistochemical method was used to detect the expression of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) in prostate tissue of rats. The expressions of androgen receptor (AR) and epidermal growth factor (EGF) in prostate tissue of rats were detected by immunofluorescence. The levels of interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) in prostate tissue of rats were detected by ELISA.Compared with control group, prostate index of rats in model group was significantly increased (< 0.001), prostate histopathology showed that basement membrane was thickened, gland density was increased, and glandular epithelium was secreted vigorously, dense folds or papillary structure was formed; Masson staining showed fibrous tissue hyperplasia and vascular hyperplasia in interstitial tissue, and the expression of PCNA in prostate tissue was significantly increased (< 0.001); The expressions of AR and EGF in prostate tissue were significantly increased (< 0.001), levels of IL-6 and TNF-α were significantly increased (< 0.05). Compared with model group, after drug intervention, the degree of hyperplasia of prostate was obviously weakened, the proliferation of interstitial fiber tissue and blood vessels were decreased, and the expression of PCNA in prostate tissue was significantly decreased (< 0.01, 0.001); The expressions of AR and EGF in prostate tissue were significantly decreased (< 0.001), levels of IL-6 and TNF-α were significantly decreased (< 0.05, 0.01).Ningmitai Capsules can reduce prostate index, improve the structure of hyperplastic prostate gland, reduce interstitial fibrous tissue hyperplasia and inhibit PCNA proliferation in prostate tissue of BPH rats. Its mechanism may be related to inhibiting the expressions of AR and EGF in prostate tissue and reducing the levels of proinflammatory cytokines in prostate tissue.

Ningmitai Capsules; benign prostatic hyperplasia; proliferation; androgen receptor; epidermal growth factor; pro-inflammatory cytokines

R285.5

A

0253 - 2670(2023)16 - 5267 - 07

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.16.015

2023-03-31

国家自然科学基金资助项目(82104880);国家中医药管理局中医药传承与创新“百千万”人才工程岐黄学者资助项目(国中医药人教函[2022]6号)

刘胜京,男,博士生,研究方向为中西医结合防治前列腺疾病。E-mail: liu-shengjing@qq.com

郭 军,男,主任医师,博士生导师,岐黄学者。Tel: (010)62835134 E-mail: guojun1126@126.com

[责任编辑 李亚楠]

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治疗前列腺增生的药和治疗秃发的药竟是一种药
与前列腺肥大共处
3D打印中的模型分割与打包
FLUKA几何模型到CAD几何模型转换方法初步研究