透骨消痛胶囊干预早期骨关节炎滑膜水肿模型大鼠的抗炎消肿作用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.3166

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (17): 2697-2702.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.3166

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透骨消痛胶囊干预早期骨关节炎滑膜水肿模型大鼠的抗炎消肿作用

黄云梅1，冯芳芳1，陈文列2，卢小冬1，林如辉3，李钻芳2，黄美雅3，谭春江3，李西海2，李孝栋4

1福建中医药大学中西医结合研究院，福建省福州市 350122；2国家中医药三级科研实验室-中药药理(细胞结构与功能)实验室，福建省福州市 350122；3福建省中西医结合老年性疾病重点实验室，福建省福州市 350122；4 福建中医药大学药学院，福建省福州市 350122

收稿日期:2019-12-05 修回日期:2019-12-11 接受日期:2020-05-16 出版日期:2021-06-18 发布日期:2021-01-08
通讯作者: 陈文列，研究员，硕士生导师，国家中医药三级科研实验室-中药药理(细胞结构与功能)实验室，福建省福州市 350122 谭春江，博士，研究员，硕士生导师，福建省中西医结合老年性疾病重点实验室，福建省福州市 350122
作者简介:黄云梅，女，1979年生，福建省闽清县人，汉族，2006年福建医科大学毕业，硕士，副研究员，主要从事中西医结合骨病研究。
基金资助:
陈文列，研究员，硕士生导师，国家中医药三级科研实验室-中药药理(细胞结构与功能)实验室，福建省福州市 350122
谭春江，博士，研究员，硕士生导师，福建省中西医结合老年性疾病重点实验室，福建省福州市 350122

Anti-inflammatory and anti-swelling effects of Tougu Xiaotong Capsule in rat models of early osteoarthritis with synovial edema

Huang Yunmei1, Feng Fangfang1, Chen Wenlie2, Lu Xiaodong1, Lin Ruhui3, Li Zuanfang2, Huang Meiya3, Tan Chunjiang3, Li Xihai2, #br# Li Xiaodong4#br#

1Institute of Integrated Chinese and Western Medicine, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fujian Province, China; 2National Third-level TCM Laboratory - TCM Pharmacology (Cell Structure and Function) Laboratory, Fujian Province, China; 3Fujian Province Key Laboratory of Integrated Chinese and Western Medicine for Geriatric Diseases, Fujian Province, China; 4School of Pharmacy, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fujian Province, China

Received:2019-12-05 Revised:2019-12-11 Accepted:2020-05-16 Online:2021-06-18 Published:2021-01-08
Contact: Chen Wenlie, Researcher, Master’s supervisor, National Third-level TCM Laboratory - TCM Pharmacology (Cell Structure and Function) Laboratory, Fuzhou 350122, Fujian Province, China Tan Chunjiang, MD, Researcher, Master’s supervisor, Fujian Province Key Laboratory of Integrated Chinese and Western Medicine for Geriatric Diseases, Fuzhou 350122, Fujian Province, China
About author:Huang Yunmei, Master, Associate researcher, Institute of Integrated Chinese and Western Medicine, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, Fujian Province, China
Supported by:
Chen Wenlie, Researcher, Master’s supervisor, National Third-level TCM Laboratory - TCM Pharmacology (Cell Structure and Function) Laboratory, Fuzhou 350122, Fujian Province, China
Tan Chunjiang, MD, Researcher, Master’s supervisor, Fujian Province Key Laboratory of Integrated Chinese and Western Medicine for Geriatric Diseases, Fuzhou 350122, Fujian Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
水通道蛋白：是一种膜蛋白，是选择性转运水分子的通道。水通道蛋白在运动、消化、泌尿、循环、神经等系统中广泛分布，参与腺体分泌、尿液浓缩、脂肪代谢、神经信号传导等与水代谢、转运相关的机体活动。
滑膜细胞：根据不同的形态、功能可分为A型细胞(巨噬细胞样滑膜细胞)、B型细胞(成纤维细胞样滑膜细胞)和C型细胞(树突细胞样滑膜细胞)。A型细胞为主要的炎细胞，具有吞噬并清除关节腔内颗粒物质、合成并释放溶解酶等作用，占总细胞数的20%-30%；B型细胞为主要的功能细胞，占总细胞70%-80%。

背景：前期研究结果显示，透骨消痛胶囊能降低软骨细胞炎症因子表达，减少软骨细胞凋亡，促进软骨细胞增生，延缓软骨、软骨下骨退变，从而缓解骨关节炎疾病进程，减轻炎症反应，但该方对滑膜病变的作用机制尚不明确。
目的：从早期骨关节炎滑膜炎症水肿与相关水通道蛋白调节的角度，进一步探讨透骨消痛胶囊抗炎消肿的作用机制。
方法：24只SD大鼠随机分成空白组、模型组、中药组3组，后两组应用木瓜蛋白酶法制备早期骨关节炎模型1周后，分别以透骨消痛胶囊(中药组)或生理盐水(空白组和模型组)灌胃4周。小动物MRI观察膝关节形态结构，放射免疫法测定血清和关节液白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α水平，石蜡切片观察滑膜组织显微结构，透射电镜观察滑膜细胞超微结构，免疫组化/荧光染色定量、定位水通道蛋白1和水通道蛋白3的表达。实验方案经福建中医药大学动物实验伦理委员会批准(批准号为[2019]福中医伦理审字第024号)。
结果与结论：①与模型组相比，中药组滑膜水肿减轻、滑液分泌减少；血清和关节液白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α水平明显下降；滑膜细胞增生减少，组织纤维化和血管增生明显减轻；滑膜细胞粗面内质网、高尔基体、囊泡和溶酶体等减少；水通道蛋白1和水通道蛋白3表达显著下调，散在分布于细胞膜和细胞质，无聚集现象；②结果说明，透骨消痛胶囊可能通过减少滑膜水通道蛋白1和水通道蛋白3含量，减少滑液分泌，改善关节水肿，这可能是该药物抗炎消肿，延缓骨关节炎进展的作用机制之一。
https://orcid.org/0000-0001-7329-7421 (黄云梅)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 滑膜, 中草药, 骨关节炎, 滑膜炎症, 水通道蛋白, 抗炎消肿, 超微结构, 实验

Abstract: BACKGROUND: Previous studies have shown that Tougu Xiaotong Capsules can reduce the expression of chondrocyte inflammatory factors, reduce chondrocyte apoptosis, promote chondrocyte proliferation, and delay cartilage and subchondral bone degeneration, thereby alleviating the process of osteoarthritis and reducing inflammation responses. However, the mechanism of this prescription on synovial lesions is unclear.
OBJECTIVE: To further explore the mechanism of anti-inflammatory and anti-swelling effect of Tougu Xiaotong Capsule on early osteoarthritis with synovial edema based on the regulation of aquaporins.
METHODS: Twenty-four Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups: blank group, model group and traditional Chinese medicine (TCM) group. Osteoarthritis animal models were made by papain injection. After 1 week, animals were gavaged respectively with Tougu Xiaotong Capsule in the TCM group or saline in the blank and model groups for 4 weeks. The morphology and structure of the knee joints were observed by MRI. Interleukin-1β and tumor necrosis factor α in serum and joint fluid were detected by radioimmunoassay. Synovial tissue microstructure was observed through paraffin section, and the ultrastructure of synovial cells observed by transmission electron microscope. Aquaporins 1 and 3 were quantified and located by immunohistochemical staining/fluorescence staining. The study protocol was approved by the Laboratory Animal Ethics Committee of Fujian University of Traditional Chinese Medicine (approval No. [2019]024).
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the model group, synovial lesion was alleviated and synovial secretion was decreased in the TCM group; the contents of interleukin-1β and tumor necrosis factor α in the serum and joint fluid were decreased significantly in the TCM group; synovial cell hyperplasia was alleviated, tissue fibrosis and vascular hyperplasia was significantly reduced in the TCM group; the number of rough endoplasmic reticula, Golgi apparatus, vesicles and lysosomes was decreased in synovial cells in the TCM group; and the expressions of aquaporin 1 and aquaporin 3 were significantly down-regulated, and they were scattered in the cell membrane and cytoplasm, without aggregation. To conclude, by decreasing aquaporin 1 and aquaporin 3 expression in synovial tissue, Tougu Xiaotong Capsule can reduce synovial secretion and alleviate joint edema, which may be one of the anti-inflammation and anti-swelling mechanisms of the prescription.

Key words: synovium, Chinese herb, osteoarthritis, synovitis, aquaporin, anti-inflammation and anti-swelling, ultrastructure, experiment

中图分类号:

黄云梅, 冯芳芳, 陈文列, 卢小冬, 林如辉, 李钻芳, 黄美雅, 谭春江, 李西海, 李孝栋. 透骨消痛胶囊干预早期骨关节炎滑膜水肿模型大鼠的抗炎消肿作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(17): 2697-2702.

Huang Yunmei, Feng Fangfang, Chen Wenlie, Lu Xiaodong, Lin Ruhui, Li Zuanfang, Huang Meiya, Tan Chunjiang, Li Xihai, Li Xiaodong. Anti-inflammatory and anti-swelling effects of Tougu Xiaotong Capsule in rat models of early osteoarthritis with synovial edema[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(17): 2697-2702.

图/表（结果） 8

2.1 实验动物数量分析实验选用大鼠24只，分为3组，实验过程中无脱失。
2.2 中药减轻滑膜水肿和关节积液大鼠空白组关节液信号表达较弱，分布均匀；滑膜信号未显现。模型组关节液信号表达增强，表现为高信号，说明关节液增加；关节滑膜出现增生，可见髌上囊部位有黑色条状信号带，即为增生的滑膜信号；关节囊信号局部增强，说明关节出现肿胀现象。中药组关节液信号较弱；且无明显滑膜信号出现，说明中药能够减轻滑膜水肿和关节积液(图1)。

2.3 中药减轻血清和关节液炎症因子水平与空白组相比，模型组血清和关节液中白细胞介素1β水平明显增加(P < 0.01)，达到病变状态下炎症因子浓度。与模型组相比，中药组的血清和关节液中白细胞介素1β水平均显著降低(P < 0.01)，说明中药能减少血清和关节液白细胞介素1β水平。且中药组与空白组相比差异无显著性意义(P > 0.05)，说明该药物能降低滑膜白细胞介素1β，趋近正常水平。
与空白组相比，模型组血清和关节液中肿瘤坏死因子α表达水平明显增加(P < 0.01)，达到病变状态下炎症因子浓度。与模型组相比，中药组的血清和关节液中肿瘤坏死因子α水平均显著降低(P < 0.01)，说明中药能减少血清和关节液肿瘤坏死因子α水平(表1)。

2.4 中药改善滑膜组织显微结构滑膜组织石蜡切片苏木精-伊红染色显示，空白组的滑膜表面平整，衬里层由一两层滑膜细胞构成，排列较为规则，但细胞分布疏松、不连续；衬里下层由结缔组织构成，脂肪细胞丰富，血管较少。模型组的滑膜表面起伏不平整，局部区域乳头样增生，衬里层增生显著，滑膜细胞层数多达3层以上，部分区域滑膜细胞增生至5-7层及以上，细胞分布紊乱；滑膜衬里下层有淋巴细胞和单核细胞为主的大量炎症细胞浸润，脂肪细胞少见，纤维组织增生显著，血管广泛增生，局部毛细血管充血。中药组的滑膜表面较平整，衬里层基本接近正常厚度，多为一两层，滑膜细胞排列稀疏、不连续；衬里下层可见脂肪细胞大量分布，少量炎症细胞散在分布，纤维组织和血管增生不明显，但仍可见(图2)。滑膜组织病理评分显示[14-15]，与空白组比较，模型组滑膜细胞增生、炎症细胞浸润、纤维组织增生和血管增生均明显增加(P < 0.01)。中药组与模型组比较，滑膜细胞增生、炎症细胞浸润、纤维组织增生和血管增生均明显降低 (P < 0.01或P < 0.05) (表2)。

2.5 中药改善滑膜细胞超微结构电镜下可见空白组滑膜细胞一两层，成纤维细胞样(B型)滑膜细胞为主，细胞呈长梭形，胞质微绒毛样突起长而粗，伸向滑膜表面；胞质内粗面内质网数量不等、散在分布，部分细胞内丰富且发达，溶酶体数量较少，高尔基体少见，线粒体散在分布；细胞核呈椭圆形或近长梭形，染色质均匀，核仁可见。巨噬细胞样(A型)滑膜细胞相对较少，表面有微绒毛样突起；细胞质内有部分大小不一的溶酶体颗粒，初级溶酶体较多，次级溶酶体较少，粗面内质网不发达。两种细胞均可见细胞膜两侧分布一系列囊泡，正在进行物质的转运。
模型组细胞增殖活跃，细胞形态与结构多见兼具两种细胞特征的滑膜细胞，多数滑膜细胞内均可见大量溶酶体颗粒，次级溶酶体比例明显增加，且出现空泡，粗面内质网丰富且发达，高尔基体相对多见，线粒体数量明显增加，游离核糖体多而散在分布；大量的运输小泡分布在细胞膜下，且细胞膜上可见大量开口；细胞核多呈不规则型，电子密度增加。
中药组滑膜细胞增生明显下降，仍以兼具2种细胞特征的类型为主，但较趋向于B型细胞。粗面内质网仍较多，部分扩张成池，线粒体和高尔基体数量明显下降，溶酶体数量明显减少，但与正常B型细胞相比数量仍然较多，可能是其吞噬碎片与颗粒；运输小泡显著减少，细胞膜两侧可见部分吞吐现象，但与模型组相比，囊泡转运现象不显著；细胞核形态较多样，多为长椭圆形，电子密度降低(图3)。

2.6 中药降低滑膜水通道蛋白1、水通道蛋白3蛋白的水平免疫组化结果显示，水通道蛋白1在各组滑膜中均有显示，阳性反应物呈棕黄色或棕褐色。模型组阳性面积与空白组相比有显著增加(P < 0.01)；中药组面积比模型组显著减少(P < 0.01)，说明该药物能降低水通道蛋白1表达，接近空白组水平。
免疫组化结果显示水通道蛋白3在各组滑膜中均有表达。图像定量分析结果显示，模型组滑膜阳性面积与空白组相比有显著增加(P < 0.01)；中药组阳性面积比模型组显著减少(P < 0.01)；中药组与空白组相比差异无显著性意义(P > 0.05)，说明该药物能降低滑膜水通道蛋白3表达，趋近正常水平(图4，表3)。

2.7 中药改善滑膜水通道蛋白1、水通道蛋白3蛋白的分布激光共聚焦显微镜下观察，细胞核全部被DAPI染色呈蓝色荧光；水通道蛋白1和水通道蛋白3阳性反应为颗粒状绿色荧光。空白组水通道蛋白1和水通道蛋白3散在分布于最表层的滑膜细胞膜和细胞质，显示均匀，无明显集中现象；模型组深层滑膜细胞的细胞膜和细胞质绿色荧光反应物均明显增多，但以细胞膜和核周细胞质增多最为明显，点状颗粒聚集，荧光强度显著增加；中药组荧光反应物散在、均匀分布在细胞膜和细胞质中，没有呈集中分布，荧光强度和反应量均下降 (图5)。

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引言

骨关节炎是一种退行性病变，多患于中老年人群，以软骨损伤、骨赘增生、滑膜炎症等为主要特征，可引起关节疼痛、肿胀、运动障碍等，严重影响患者生活质量[1]。早期大多数学者对骨关节炎病变和治疗的关注点多集中在关节软骨和软骨下骨上[2-3]，随着研究的深入，滑膜炎症在骨关节炎病变的发生和发展过程中的作用逐渐受到重视。滑膜的主要功能是分泌关节滑液，滑液中超过90%的成分为水分，而水分的运输和分布依赖水通道蛋白(aquaporins，AQPs)的功能。水通道蛋白是一个跨膜蛋白家族，在肾脏、脑组织等多组织和器官中表达，其中水通道蛋白1和水通道蛋白3在骨关节中表达较丰富。研究表明骨关节炎软骨和滑膜上的水通道蛋白1和水通道蛋白3表达明显增多，并与炎症的程度呈正相关[4]，提示水通道蛋白在骨关节炎发生、发展过程中具有特定的作用，但具体作用机制尚不明确。
临床经验方透骨消痛胶囊由巴戟天、白芍、川芎、肿节风组成[5]，有补肾柔肝、通络活血、抗炎消肿的功效，在骨关节炎临床治疗上取得了良好效果[6-7]。前期研究结果显示，透骨消痛胶囊能降低软骨细胞炎症因子表达[8]，减少软骨细胞凋亡，促进软骨细胞增生，延缓软骨[9]、软骨下骨退变[10-12]，从而缓解骨关节炎疾病进程，减轻炎症反应，但该方对滑膜病变的作用机制尚不明确。实验拟从防治滑膜炎症水肿的角度，以关节液分泌和转运为切入点，结合水通道蛋白快速转运水分子的功能，探讨该药物防治早期骨关节炎滑膜炎的机制。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。
1.2 时间及地点实验于2016年1月至6月在福建中医药大学完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 SPF级6周龄雄性SD大鼠24只，体质量(200±10) g，上海斯莱克实验动物有限责任公司提供，动物许可证号：SCXK(沪) 2012-0011，福建中医药大学动物实验中心提供SPF级环境设施。动物适应性喂养1周后，随机分成3组：空白组、模型组、中药组，每组8只。
1.3.2 实验用主要药品、试剂及仪器 4%木瓜蛋白酶溶液(Merck，德国)；透骨消痛胶囊(福建中医药大学附属第二人民医院院内制剂，闽制字 Z20100006)；碘[125I]白细胞介素1β、肿瘤坏死因子放射免疫分析药盒(北京北方生物技术研究所提供)；透射电镜(H7650，日本日立公司)；激光扫描共聚焦显微镜(LSM710，德国蔡司公司)；小动物磁共振成像仪(BioSpec 70/20，德国布鲁克公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 早期骨关节炎模型制备模型组、中药组大鼠以2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(2 mL/kg)，在膝关节髌韧带附着点外上方进针，注射4%木瓜蛋白酶溶液0.2 mL，3 d 1次，连续注射3次[13]。末次注射木瓜蛋白酶1周后，经小动物核磁成像观察关节液的变化、关节滑膜是否增生等鉴定早期骨关节炎模型。

1.4.2 动物给药及取材中药组用透骨消痛胶囊水溶液灌胃(0.2 g/kg)，空白组与模型组用等量生理盐水灌胃，1次/d，连续4周。以2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后取材。取大鼠的腹主动脉血制备血清；取关节液，-80 ℃保存待测；取右膝滑膜组织，40 g/L多聚甲醛固定，用于光镜制样；取左膝滑膜修切成1 mm×0.5 mm×2 mm小块，3%戊二醛-15 g/L多聚甲醛-0.1 mol/L PBS固定，用于电镜制样。

1.4.3 小动物核磁共振成像观察膝关节形态结构造模成功后，大鼠取材前进行小动物核磁共振成像分析。动物吸入异氟烷麻醉，取仰卧位，左膝伸直固定，表面线圈固定于关节正上方，中心正对胫骨平台，采用冠状位T2WI和矢状面T2WI进行成像。
1.4.4 放射免疫法测定血清和关节液白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α水平将血清和关节液自然解冻，恢复至室温。白细胞介素1β水平的测定按碘[125I]白细胞介素1β放射免疫分析药盒说明书进行操作；肿瘤坏死因子α水平的测定按肿瘤坏死因子放射免疫分析药盒按说明书进行操作。
1.4.5 光镜观察滑膜组织石蜡切片关节滑膜常规石蜡包埋，切片4 μm，苏木精、伊红染色，光镜下观察并采集图像。
1.4.6 透射电镜观察滑膜超薄切片滑膜组织用锇酸后固定，乙醇-丙酮脱水，环氧树脂618包埋；半薄切片定位、辅助观察，超薄切片90 nm，醋酸铀、柠檬酸铅染色；透射电镜观察滑膜细胞超微结构并拍照。
1.4.7 免疫组化/荧光染色定量、定位水通道蛋白表达石蜡切片4 μm，柠檬酸修复液高温修复，体积分数3% H2O2、10%山羊血清孵育后，一抗(1∶600 水通道蛋白1或1∶100 水通道蛋白3的兔抗大鼠多克隆抗体) 4 ℃孵育过夜，生物素标记羊抗兔二抗孵育20 min，辣根过氧化物酶标记的链霉菌抗生物素孵育，DAB 染色、苏木素复染。显微图像定量分析(Motic Med 6.0，麦克奥迪公司) 水通道蛋白1和水通道蛋白3阳性表达面积。
免疫荧光染色将上述二抗换成荧光标记二抗(Alexa Fluor 488-conjugated Goat Anti-Rabbit)室温孵育2 h，DAPI复染，其余同常规免疫组化。激光扫描共聚焦显微镜扫描采集图片，进行定位分析。
1.5 主要观察指标 ①大鼠滑膜水肿和关节积液情况；②血清和关节液炎症因子水平；③滑膜组织显微结构；④滑膜细胞超微结构；⑤滑膜水通道蛋白1、水通道蛋白3蛋白的水平及分布。
1.6 统计学分析用 SPSS 20.0 软件统计分析。计量资料以x±s表示，正态性分布采用单因素方差分析，方差齐采用LSD检验，方差不齐采用Games-Howell检验；非正态性分布采用非参数Kruskal-Wallis检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

3.1 中药减轻骨关节炎滑膜炎症滑膜分泌滑液入关节腔即为关节液，有润滑关节、营养软骨的作用。滑膜细胞根据不同的形态、功能可分为A型细胞(巨噬细胞样滑膜细胞)、B型细胞(成纤维细胞样滑膜细胞)和C型细胞(树突细胞样滑膜细胞)。A型细胞为主要的炎细胞，具有吞噬并清除关节腔内颗粒物质、合成并释放溶解酶等作用，占总细胞数的20%-30%；B型细胞为主要的功能细胞，占总细胞70%-80%。关节发生炎症时，关节液的含量和成分会相应改变，其变化可直接反映关节炎症的性质和程度[16-17]。骨关节炎的发病过程中常见滑膜无菌性慢性炎症，早期关节软骨发生形态学变化之前，就可以观察到不同程度的滑膜炎表现，如滑膜水肿、增生和纤维化等[18]。滑膜炎症和关节软骨损伤在骨关节炎过程中相互作用，互相影响。关节软骨磨损颗粒以及其他物质降解产物，可诱导A型滑膜细胞吞噬和清除这些碎片，刺激周边滑膜组织炎症反应，促进B型细胞分泌关节液，导致关节肿胀。激活的滑膜细胞同时分泌炎性细胞因子，白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α被认为是对骨关节炎病程中最具影响力的炎症因子，在骨关节炎患者滑液中高表达，与疾病程度呈正相关[19-20]。炎症因子影响软骨细胞代谢，引发软骨损伤和退变，同时又加重滑膜炎症和炎性细胞浸润，形成恶性循环。
此次研究结果显示，骨关节炎早期模型大鼠用药后核磁影像显示滑膜增生明显减轻，关节积液较模型组明显减少。组织显微结构显示，用药后的滑膜细胞由数层减少至一两层，4项组织病理评分均降低，可见透骨消痛胶囊明显减轻了滑膜炎症。用药后的血清和关节液中炎症因子白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α表达明显下降，表明透骨消痛胶囊改变了骨关节炎关节液中炎性因子高表达的状态，能够维持滑膜细胞内外环境的相对稳定，改善滑膜炎症，同时还降低血液中炎症因子的含量，从而维持机体免疫系统的稳定。
3.2 中药通过调节水通道蛋白表达缓解关节水肿关节液中包含水和大量营养物质，其中水分比例高达96%。关节液流出的量及成分均与滑膜内皮细胞的通透性有关。值得注意的是，组织细胞间水分子转运需要蛋白通道的介导，水通道蛋白具有水转运的高效选择性，参与水的双向转运，调节细胞内外水平衡 [21]。因此细胞膜上水通道蛋白的表达量和分布直接影响着水的转运效率，在骨关节炎炎症水肿的发生、发展过程中起至关重要作用。水通道蛋白的表达受离子浓度和渗透压调节，其启动子区含有渗透压反应元件，高渗环境可使水通道蛋白表达量上升[22]。由于骨关节炎的滑膜上皮屏障破坏，导致关节腔中滑液蛋白增加，腔内渗透压升高，滑膜水通道蛋白表达上调，滑液分泌能力增加，关节腔积液进而水肿。
该课题对滑膜水通道蛋白1和水通道蛋白3蛋白进行定量和定位，发现病变滑膜明显增生，两种水通道蛋白含量也明显增加，分布于增生的滑膜细胞各层，主要定位于细胞膜和核周细胞质，有明显聚集现象。电镜下可见病变滑膜细胞胞质内细胞和周围的粗面内质网和高尔基体等细胞器活跃，且有丰富的囊泡进行转运，可能与水通道蛋白的蛋白合成、加工和运输密切相关。骨关节炎早期模型大鼠用药后滑膜细胞增生明显下降，细胞中粗面内质网、高尔基体和运输小泡等减少，特别是与胞膜融合状态下的囊泡明显减少，提示细胞内蛋白合成加工和运输的活跃度下降。同时免疫组化和免疫荧光染色发现滑膜细胞中水通道蛋白1和水通道蛋白3的表达范围明显下降，分布区域接近空白组，这与超微形态学结构特点相符。
水通道蛋白表达变化的原因有二：一是与滑膜细胞的数量相关，模型组滑膜细胞增生，面积变大，水通道蛋白表达总量增加，中药作用后滑膜细胞减少，水通道蛋白总量相应减少；二是模型组单个滑膜细胞内水通道蛋白的表达增加，而中药作用后明显减少，因此中药可能直接降低滑膜细胞水通道蛋白的表达。中药减少水通道蛋白的表达，从而使水的通透性下降，滑液分泌减少。
综上，透骨消痛胶囊可能通过减少水通道蛋白1和水通道蛋白3的表达，减少滑液分泌，改善关节水肿。研究的中药对改善关节水肿效果明显，但水通道蛋白的表达和中药作用之间的因果关系有待进一步研究。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

透骨消痛胶囊干预早期骨关节炎滑膜水肿模型大鼠的抗炎消肿作用

Anti-inflammatory and anti-swelling effects of Tougu Xiaotong Capsule in rat models of early osteoarthritis with synovial edema

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