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支气管哮喘是一种全球性疾病,无地域和种族的局限性,也无年龄和性别的明显差异。哮喘是以气道阻塞,支气管炎症以及气道重塑为特征。呼吸道重塑过程中基底膜与平滑肌增厚是哮喘不易根治的重要原因,故预防和逆转哮喘的气道重建具有重要意义。据中医古籍记载,三氧化二砷具有根治哮喘的奇效。近年来,国内有少量关于三氧化二砷治疗哮喘的相关动物实验研究,主要集中于诱导炎症细胞凋亡方面,对于慢性哮喘气道重塑的干预尚无相关报道。
目的:
探讨预防和治疗支气管哮喘气道重塑的新途径。
方法:
1、建立动物模型:建立哮喘气道重塑的小鼠动物模型,将40只成熟雌性清洁级BABL/c小鼠随机分为健康对照(A)组、哮喘模型(B)组、地塞米松干预(C)组和三氧化二砷干预(D)组,于0、7、14天A组小鼠腹腔注射生理盐水,B、C、D组小鼠腹腔注射卵清蛋白(OVA)和氢氧化铝凝胶混悬液共3次,致敏1周后开始A组用生理盐水雾化激发,B、C、D组以1%的OVA雾化激发,每天雾化30分钟,每周2次,持续8周,药物干预组每次雾化前分别予以地塞米松2mg/Kg和三氧化二砷(As2O3)4mg/Kg腹腔注射;
2、模型最后一次激发后24 h内测定肺功能指标(气道阻力RL和肺动态顺应性Cdyn),然后处死小鼠,采集动物支气管、肺组织;应用HE染色,观察支气管、肺组织的病理形态改变,应用图象分析系统测定气道内周长(Pi)、气道管壁总面积(WAt)、气道壁平滑肌面积(WAm),支气管平滑肌细胞核数(N),将测得的WAt、WAm、N用Pi进行标准化,分别以WAt/Pi、WAm/Pi、N/Pi表示;
3、应用免疫组化法检测各组肺组织中的转化生长因子β1(TGF-β1)、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的蛋白表达;应用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测各组肺组织中的TGF-β1mRNA、VEGFmRNA、MMP-9mRNA表达水平。
结果:
致敏小鼠经过8周过敏原激发后,哮喘组小鼠在组织病理学、肺功能和病理形态学方面发生了较典型的慢性哮喘样改变;激素组和三氧化二砷组小鼠的肺功能指标及肺部改变介于慢性哮喘组和正常对照组之间;激素组和三氧化二砷组之间无显著差异。
哮喘组小鼠肺组织中TGF-β1、VEGF、MMP-9的蛋白和TGF-β1mRNA、VEGFmRNA、MMP-9mRNA的表达增强。与哮喘组相比,激素组和三氧化二砷组肺组织中TGF-β1、 VEGF、MMP-9的蛋白和TGF-β1mRNA、VEGFmRNA、MMP-9mRNA的表达减弱,但仍强于正常对照组.
结论:
致敏后给予8周过敏原激发可以制造出哮喘气道重塑模型;哮喘组小鼠肺组织中TGF-β1、VEGF、MMP-9表达均明显增强,提示其均参与慢性哮喘气道重塑的形成过程;而三氧化二砷组和激素组TGF-β1、VEGF、MMP-9表达均明显减弱,小鼠哮喘气道重塑亦明显减轻,提示激素和三氧化二砷均可抑制慢性哮喘的气道重塑过程,其作用机制与抑制上述三种因子的表达有关。