摘要：紫草素是一种由紫草根中提取的药物成分，在欧洲和亚洲的传统医学中用于伤口愈合，并具有抗炎特性。本文目的是评估紫草素在 CFA 诱导的疼痛炎症模型中的镇痛特性。通过紫草素预防性注射和CFA注射诱导大鼠后爪发炎，并将其与对照组或用赋形剂治疗的CFA诱导后爪发炎组进行比较。测量背侧至足底直径来评估CFA引起的后爪炎症。通过 Von Frey 细丝测量机械阈值。提取研究动物的脊髓使用特异性标记 Iba-1 通过免疫组织化学分析小胶质细胞群。紫草素可减少CFA炎症引起的足水肿。CFA后爪注射降低的机械阈值也随之恢复。此外，脊髓小胶质细胞在CFA诱导的炎症后被激活。结果表明紫草素抑制小胶质细胞并伴有机械阈值恢复。首次证明紫草素抑制小胶质细胞形态变化改善机械刺激引起的疼痛样行为。

简介：疼痛是一种生理过程能告诉我们真实或潜在的伤害。 通过伤害感受通路高等生物可以感知疼痛属性（例如位置、类型、强度）。当对疼痛的感知随着时间的推移而持续并丧失其感知功能时将其定义为病理性疼痛。 20% 的疼痛病症的特点是持续时间长，生活质量下降，社会经济压力大。慢性疼痛最普遍的形式之一是炎症过程（如类风湿性关节炎）引起的慢性疼痛。响应破坏可能的病原体、组织或器官修复由促炎细胞因子的释放介导而产生炎症反应。炎症过程中细胞因子促进神经元的敏化。致敏神经元促进痛觉过敏和异常痛觉。尽管急性和慢性炎症过程是疼痛发展和维持的基础，已经在人类和实验模型中进行了广泛研究，但尚未确定有效的治疗方法。炎症过程除了增加的神经元活性外也激活其他细胞类型。促炎性物质的释放诱导小胶质细胞的活化从静止状态转变为反应状态（也称为M1小胶质细胞）。这种反应性M1小胶质细胞会在炎症和神经病变中引发疼痛行为。已证明米诺环素等化合物抑制小胶质细胞的有效性可减少炎症过程中的疼痛行为。目前还没有有效的治疗方法来阻断小胶质细胞的反应性，因此有必要研究可有效治疗慢性疼痛的新治疗靶点。Lithospermun erythrorhizon 和Alkanna tinctoria 是属于紫草科的传统植物。其根提取物主要用作治疗溃疡。最近的研究表明，紫草素具有抗菌特性、抗凋亡活性、抗肿瘤作用，也可用作伤口修复的一般软膏。紫草素具有剂量依赖性抗炎能力，可减少因暴露于完全弗氏佐剂 (CFA) 炎症试剂引起的后爪水肿。Gupta等人最近的一项研究表明紫草素在CFA诱导的机械性痛觉过敏的实验模型中通过阻断NaV1.7钠通道发挥镇痛作用。本研究的主要目的是进一步研究紫草素在CFA诱导的机械性痛觉过敏实验模型中的作用机制。我们的发现首次证明紫草素抑制小胶质细胞形态变化，从而减少机械性痛觉过敏。

动物：6月龄 400-500g雄性SD大鼠。试验设计：将动物带入行为实验室在网状网格行为箱中放置30分钟测试基线行为，并随机分配到以下实验组：（1）对照组（n=6），（2）后爪CFA注射和赋形剂给药（CFA+veh）组（n=6），（3）后爪CFA注射和预防性紫草素给药（CFA+Shik）组（n=6）。紫草素溶于磷酸盐缓冲盐水（PBS）以150µmol/Kg的浓度 使用Hamilton注射器和25-G针头腹腔注射。PBS作为赋形剂单独腹腔注射。为了最大限度地发挥紫草素的药理作用20分钟后，用1毫升注射器和25克针头在左后爪腹侧注射50µL CFA诱发炎症。在 4% 异氟烷麻醉下施用 CFA 炎症剂避免动物痛苦。  CFA 足底注射后将动物放回其行为箱 1 小时后进行进一步的实验。 对照动物未处理。

后爪炎症试验：通过测量跖骨区域后爪背侧至足底的直径来估计炎症引起的水肿。在基线（称为PRE组）和后爪炎症诱导后1小时（称为POST组）进行测量（以毫米为单位）。水肿也被计算为 PRE 和 POST 组之间的比率（百分比）以比较紫草素治疗后爪水肿的减少。

行为测试：盲选观察者在诱导后爪炎症 1 小时前后测试大鼠的皮肤机械敏感性。 校准的 von Frey (VF) 细丝用于分析后爪背表面间断性机械刺激的屈曲-收缩反射（即机械阈值）。在基线（称为PRE组）和后爪炎症诱导后1小时（称为POST组）进行测量。机械阈值计算为 PRE 和 POST 组之间的比率（百分比）来比较紫草素治疗后机械阈值的变化。

紫草素对CFA诱导后足爪水肿的影响：与对照组（6.2mm±0.2）和CFA+veh  PRE组（6.5mm±0.1）相比，CFA+veh POST组在注射CFA后1小时显示爪水肿增加（8.4mm±0.3）。紫草素 部分但显著降低了由 CFA 炎症产生的后爪水肿效应，并且在 CFA+Shik POST 组中爪水肿减少至 7.3 mm ± 0.3 。与对照组相比，CFA+Shik POST 组仅显示后爪水肿增加 16.4% ± 4.3，而 CFA+veh POST 组水肿增加 30.6% ± 4.6。紫草素可显著抑制后爪水肿（约减少 53%）。CFA+Shik POST 与对照组或CFA+Shik POST 与 CFA+Shik PRE进行比较时没有发现差异。

紫草素对CFA注射治疗后机械阈值的影响：与对照组（140 g ± 15.1）和 CFA+veh PRE 组相比，CFA+veh POST 组（34.1 g ± 9.6）显著降低了足底内注射 CFA 后 1 h 的机械阈值。Shikonin 治疗恢复CFA 注射的机械阈值。CFA-Shik POST 组的机械阈值仅为 86.2 g ± 16.6，显著高于 CFA+veh POST 组但低于对照组和 CFA -Shik PRE 组。CFA-Shik 组的机械阈值降低了 33.3% ± 17.8，与 CFA+veh 组相比显著降低（降低了 74.4% ± 6.4）表明机械阈值显著逆转约 47.8 %。

CFA 诱导外周炎症后脊髓小胶质细胞活化：在脊髓背角进行小胶质细胞的形态计量分析。图2A显示了使用小胶质细胞特异性标记物Iba-1的代表性免疫组织化学染色。小胶质细胞的定量分析显示，与对照组或预防性紫草素治疗（CFA+Shik 组）相比，CFA 足底内诱导炎症（CFA+veh 组）后小胶质细胞数量没有显著增加。观察到 CFA+veh 组细胞形态产生了显著变化。与对照组相比，CFA 足底内诱导炎症（CFA+veh 组） 1 小时后小胶质细胞面积增加了约 39%。紫草素的预防性治疗（CFA+Shik组）对小胶质细胞面积有显著的抑制作用，与对照水平相当，两者之间无显著差异。

小胶质细胞对 CFA 炎症和紫草素治疗的反应。

我们已经展示了紫草素作为镇痛药物的潜在作用，它可以抑制炎症性疼痛动物模型中的小胶质细胞形态变化。预防性紫草素给药可减少单侧足底内注射 CFA 引起的机械性痛觉过敏。与没有紫草素预治疗的动物相比，用紫草素预治疗的动物显示注射 CFA 的爪中水肿形成更小和机械阈值更高。 还观察到 CFA 治疗诱导脊髓小胶质细胞活化而紫草素预防性治疗强烈逆转了这种活化。

结论：已经证明在CFA炎性疼痛模型中紫草素给药可减少后爪水肿改善机械性痛觉过敏，部分逆转机械阈值并抑制依赖CFA的小胶质细胞激活。研究结果强调紫草素是一种可靠的小胶质细胞抑制剂应进一步研究将其纳入镇痛化合物系列以减轻疼痛。

原文出自：“Shikonin inhibits microglia activation and reduces CFA-induced mechanical hyperalgesia in an animal model of pain” - ScienceDirect