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目的:支气管哮喘是一种慢性呼吸系统疾病,病理特征表现为气道炎症、气道高反应及气道重建。迄今为止其发病机制尚未完全清楚。目前认为由炎性细胞及炎症因子共同参与的气道炎症是最重要的机制。现有的治疗方案都存在各种相关副作用,寻求有效且相对安全的药物成为支气管哮喘防治研究的重点问题。本实验通过建立过敏性哮喘大鼠气道高反应性(Airway hyperresponsiveness,AHR)动物模型,给予苦味叶下珠(Phyllanthus amarus,PA)中有效成分叶下珠、叶黄素干预,研究其抗炎抗氧化作用对哮喘大鼠气道炎症的影响及可能的机制,探讨苦味叶下珠作为哮喘防治药物的潜在价值及应用前景。方法:(1)PA提取物制备:PA茎叶部分阴干磨粉,甲醇提取,蒸发干燥。采用高效液相色谱法,评估PA甲醇提物中叶黄素及次叶下珠的成分。制备低、中高剂量PA 溶液(50,100 或 200mg/kg)。(2)实验分组:36只SD大鼠按6只/组随机分成6组。Ⅰ组:正常对照组,Ⅱ组:AHR阳性对照组,Ⅲ组:孟鲁司特(Montelukast,MTL)(10mg/kg)干预组,Ⅳ组:PA低剂量(50 mg/kg)干预组,Ⅴ组:PA中剂量(100 mg/kg)干预组,Ⅵ组:PA高剂量(200 mg/kg)干预组。(3)哮喘大鼠模型制备:第0天,AHR阳性对照组及干预组大鼠腹腔内注射0.66 ml致敏液,即1 mg卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)+300 mg氢氧化铝,第7天以相同混悬液皮下注射。Ⅰ组使用等量PBS腹腔和皮下注射。从第7天起连续28天予MTL干预组MTL(10 mg/kg),PA干预组不同剂量PA(50、100、200 mg/kg)灌胃。Ⅱ组予蒸馏水(10 ml/kg)灌胃。第35天除正常对照组外,其他五组大鼠予1%OVA(PBS配制)雾化激发15分钟。(4)检测大鼠一般情况、体重、血流动力学参数、肺功能及肺组织病理:OVA雾化激发24h内以无创全身体积描记法检测大鼠肺功能,颈动脉留置套管测定外周血氧、血液动力学参数(心率、收缩压、舒张压及平均动脉压)。制作各组大鼠肺组织切片,苏木素-伊红(HE)、Masson、PAS染色,透射电镜检查。(5)大鼠血液、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白检测,自动细胞计数器及Fied’s染色进行炎性细胞计数及分类,酶联免疫吸附法(ELISA)检测IgE及血清OVA特异性免疫球蛋白E(OVA-slgE)。(6)大鼠肺组织氧化及抗氧化指标检测:检测肺组织匀浆上清液中丙二醛(malondialdehvde,MDA)、一氧化氮(nitric oxide,NO),超歧过氧化物酶(super-oxidatedismatas,SOD)、还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)水平。RT-PCR 检测核因子 E2 相关因子 2(Nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)、血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOs)、转化生长因子(Transforming growth factor-β,TGF-β)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素家族(Interleukin-1 β、4、6,IL-1β、4、6)mRNA 表达。结果:(1)PA提取物的分离及鉴定:甲醇提取(PAME)干燥物的产率为42.5%(w/w)。高效液相色谱分析显示叶黄素和次叶下珠素分别出现在25.243分钟和26.832分钟。叶黄素和次叶下珠素的百分比面积分别为68.14和31.95。(2)大鼠一般情况变化:AHR 阳性对照组大鼠在OVA致敏后出现神萎,活动及进食少,OVA激发后出现喘息。MTL干预组、不同剂量PA(50、100、200)干预组大鼠相应症状明显减轻。(3)大鼠体重及肺重量的改变:AHR 阳性对照组大鼠OVA致敏后体重下降(P<0.05),相对肺重量增加(P<0.05);MTL及PA干预组体重显著增加(P<0.05),相对肺重量下降(P<0.05)。(4)大鼠血液动力学、氧饱和度的改变:AHR 阳性对照组大鼠收缩压(systolic blood pressure,SBP)、舒张压(diastolic blood pressure,DBP)、平均动脉压(mean arterial pressure,MABP)上升以及心率减慢(P<0.05)。MTL及PA干预组大鼠均出现血压和心率的明显改善(P<0.05),但MTL干预组改善的程度更为明显(P<0.05)。AHR 阳性对照组氧饱和度比正常对照组明显下降(P<0.05),MTL及PA干预组氧饱和度上升(P<0.05),其中PA干预组氧饱和度上升更为明显(P<0.05)。(5)大鼠肺功能变化:AHR 阳性对照组气道高反应性明显升高(P<0.05)。干预组在MTL、不同剂量PA干预后肺功能均明显改善(P<0.05),高剂量PA(200)干预组气道高反应的改善更明显(P<0.05)。(6)大鼠血液学指标及BALF中炎性细胞成分变化:AHR 阳性对照组红细胞及其相关指标的下降,白细胞水平下降(P<0.05)。MTL干预组、PA(100、200)干预组上述改变基本恢复至正常(P<0.05)。AHR 阳性对照组大鼠在OVA引喘后BALF中细胞总数、炎性细胞分类(包括中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞)明显高于正常对照组(P<0.05)。MTL干预组、PA(100、200)干预组各类细胞数显著减少(P<0.05),MTL干预组变化更显著(P<0.05)。(7)大鼠血清、肺及BALF中总蛋白和白蛋白变化:AHR 阳性对照组血清、肺及BALF中总蛋白和白蛋白明显升高(P<0.05)。干预组蛋白量下降(P<0.05),MTL干预组蛋白水平降低更明显(P<0.05)。(8)大鼠血清总IgE及OVA-slgE的水平变化:AHR阳性对照组在OVA引喘后血清总 IgE 及 OVA-slgE 显著升高(P<0.05)。MTL 干预组、PA(100、200)干预组则明显降低(P<0.05),MTL干预组降低更明显(P<0.05)。(9)大鼠肺组织氧化应激水平变化:AHR 阳性对照组OVA引喘后氧化硝化应激水平的升高(MDA、NO上升)(P<0.05),抗氧化水平下降(SOD、GSH下降)(P<0.05)。MTL干预组、PA(200)干预组肺SOD、GSH升高(P<0.05),MDA、NO 下降(P<0.05),PA(100)组只有 MDA、NO 下降(P<0.05)。干预组间比较,MTL干预组改善氧化-硝化应激的作用更明显(P<0.05)。(10)大鼠肺组织Nrf2、HO-1、iNOS和TGF-β mRNA表达变化:AHR阳性对照组 Nrf2 mRNA 表达下调(P<0.05),HO-1、iNOS 和 TGF-βmRNA 表达上调(P<0.05)。MTL干预组、PA(100、200)干预组肺组织中上述各因子mRNA表达与之相反(P<0.05)。PA(200)干预组肺组织中Nrf2mRNA表达上调较MTL干预组更显著(P<0.05)。(11)大鼠肺组织TNF-α、IL-1β、IL-4和IL-6mRNA表达变化:AHR阳性对照组 TNF-α、IL-1β、IL-4 和 IL-6mRNA 明显上调(P<0.05)。IMTL 干预组、PA(100、200)干预组 TNF-α、IL-1β、IL-4 和 IL-6mRNA 表达下调(P<0.05),MTL干预组下调的趋势更明显(P<0.05)。(12)大鼠肺病理改变:AHR阳性对照组OVA引喘后发生明显的肺组织炎性改变(HE染色),间质纤维化(Masson染色)以及粘液过度分泌(PAS染色)(P<0.05)。MTL以及中高剂量(100、200mg/kg)PA干预可明显改善肺组织炎症浸润、间质纤维化及粘液过度分泌(P<0.05),PA(100、200)干预组大鼠肺组织存在中度水肿和杯状细胞增生。结论:本研究表明,在OVA诱导的气道高反应性的SD大鼠哮喘模型中,PA中的有效成分---叶黄素和次叶下珠素成分可以降低哮喘大鼠气道高反应性,减少BALF中炎症细胞聚集,改善AHR大鼠的肺组织病理变化。本实验发现PA可以减轻哮喘大鼠气道的氧化应激反应(Nrf2、iNOS),免疫炎症反应(HO-1、TNF-α、IL-1β、TGF-β1),降低Th2细胞因子(IL-4、IL-6)、血清中OVA特异性IgE水平,并且可以显著改善OVA诱导的肺组织血和超微结构的改变,从而改善气道重塑。这些结果提示PA中的叶黄素和次叶下珠素是治疗包括哮喘在内的气道过敏性疾病的一种新的方法。