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研究背景: 支气管哮喘(bronchial asthma,简称哮喘)是儿童最常见的气道慢性变态反应疾病,严重危害儿童身心健康,病因和发病机制相当复杂尚未明确。Th1/Th2比例失衡被认为是哮喘发病的核心环节,接受胞外信号分子、胞内信号传导、核转录因子——信号转导子和转录激活子(Signal transducers and activators oftranscription,STATs)三个环节调控。IL-13(interleukin-13,白介素-13)是Th2型细胞因子,STAT6是Th2分化的关键性调控分子,两者在Th1/Th2平衡中具有重要意义。IL-13主要通过JAK/STAT6信号转导通路在哮喘发病中发挥调节效应,包括IgE升高、嗜酸粒细胞(eosinophils,EOS)浸润、黏液高分泌、气道高反应性(airway hyperresponsiveness,AHR)等。粘液高分泌是哮喘极为重要的病理生理机制,与气道炎症相互促进,但长期以来一直被忽略。IL-13、STAT6是黏膜粘液分泌的关键调控因子,但在哮喘粘液高分泌中的作用机制仍存在争议。麻杏石甘汤由麻黄、杏仁、炙甘草、石膏四味药组成,具有辛凉宣肺、清热平喘的功效,是治疗热哮的良方。但其对哮喘气道粘液高分泌的影响及机制国内外鲜有报道,阻碍了在现代临床应用的进一步推广。因此,本研究拟通过建立哮喘大鼠模型,研究IL-13、STAT6、粘蛋白表达,来探讨麻杏石甘汤抑制气道炎症、减少粘液分泌的可能机制。 目的: 研究麻杏石甘汤对哮喘大鼠STAT6及粘蛋白表达的影响,探讨其在哮喘炎症、粘液高分泌中的作用及可能机制。 方法: 将55只体重120g~180g SPF级雄性SD大鼠随机分为5组,对照组(A组),哮喘组(B组),哮喘+高剂量麻杏石甘汤组(C组)、哮喘+中剂量麻杏石甘汤组(D组)、哮喘+低剂量麻杏石甘汤组(E组)。通过OVA(ovalbumin,卵白蛋白)致敏和激发建造哮喘模型,正常组用生理盐水替代。C-E组在激发前3天开始分别予高、中、低剂量麻杏石甘汤灌胃,每天2次,激发阶段则每次激发前后4h灌胃不同剂量麻杏石甘汤。末次激发24h后麻醉、处死大鼠后,留取支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF),运用ELISA法检测其中IL-12、IL-13浓度;留取肺组织标本行HE染色观察气道炎症,免疫组化法和原位杂交法分别检测STAT6蛋白及STAT6 mRNA表达,AB-PAS染色法分析气道粘蛋白表达。 结果: 1)哮喘组大鼠OVA雾化激发时多出现烦躁不安、呼吸急促、挠鼻、抓脸、四肢颤动、大小便失禁等症状;HE染色提示气道、血管肌层明显增生,周围炎性细胞浸润明显,以EOS、淋巴细胞和中性粒细胞为主,基底膜增厚,部分气道上皮脱落,管腔内可见粘液栓,造模成功。麻杏石甘汤组改善大鼠激发时的症状,减轻气道平滑肌及血管肌层增生,减少周围炎性细胞。 2)与对照组相比,哮喘组BALF中IL-13浓度明显升高(哮喘组79.60±4.18ng/Lvs对照组159.51±54.99ng/L),IL-12浓度降低(哮喘组97.69±27.86ng/Lvs对照组48.26±22.86ng/L),差异有统计学意义(P<0.05);与哮喘组比较,麻杏石甘汤组IL-13呈剂量依赖性下调,其中高剂量麻杏石甘汤组(105.45±37.13ng/L)和中剂量麻杏石甘汤组(121.28±36.13ng/L)差异有统计学意义(P<0.05),低剂量麻杏石甘汤组(138.66±33.08ng/L)与哮喘组比较差异无统计学意义。进一步分析发现,低剂量组与高剂量组以及低剂量组与中剂量组之间均存在显著性差异(P<0.05),而高、中剂量两组间比较差异无统计学意义。麻杏石甘汤干预后哮喘大鼠BALF中IL-12含量呈浓度依赖性升高,其中高剂量组(86.58±22.47ng/L)与中剂量组(77.37±28.19ng/L)与哮喘组比较差异有统计学意义(均为P<0.05),而低剂量组和哮喘组之间差异无统计学意义。 3)STAT6蛋白在哮喘大鼠各级气道上皮均有表达(OD值:0.2486±0.0409),麻杏石甘汤组STAT6含量高于对照组(0.1768±0.0406),且高剂量麻杏石甘汤(0.2055±0.0316)、中剂量麻杏石甘汤组(0.2196±0.0220) STAT6表达较哮喘组显著降低(P<0.05)。哮喘组大鼠STAT6 mRNA表达(0.2359±0.0612)较正常组(0.1926±0.052)明显升高(P<0.05),高剂量麻杏石甘汤组与哮喘组STAT6 mRNA表达有显著性差异(P<0.05)。 4)哮喘组存在气道粘液高分泌(0.2309±0.0335),麻杏石甘汤组(高、中、低剂量组分别为0.1816±0.1796,0.1848±0.0262和0.2043±0.0277)较对照组(0.1692±0.0230)粘蛋白表达增多,但较哮喘组明显减少(P<0.05)。 结论: 1)哮喘大鼠模型BALF中IL-13生成增多, IL-12分泌减少,存在Th1/Th2比例失衡。 2)哮喘大鼠中STAT6蛋白和STAT6 mRNA表达增强,气道上皮细胞是其重要的来源细胞;STAT6对Th1/Th2细胞及其细胞因子的调控可能在支气管哮喘的发病机制中起关键作用。 3)哮喘大鼠气道上皮粘蛋白表达增加,气道内可见粘液栓形成;IL-13与JAK/STAT6通路可能在哮喘粘液高分泌中发挥调控作用。 4)麻杏石甘汤能明显改善哮喘的气道炎性浸润,抑制STAT6及粘蛋白表达。