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目的:探究巨噬细胞移动抑制因子(Macrophagemigrationinhibitoryfactor,MIF)在慢性阻塞性肺疾病(Chronicobstructivepulmonarydisease,COPD)的表达水平及其意义。分析MIF与核因子-κappaB(nuclearfactor-κappaB,NF-κB)、白细胞介素-6(inte-rleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(Tumornecrosisfactor-alpha,TNF-α)是否与COPD的发生发展有关。
方法:研究对象分为两组:60只SD雄性大鼠清洁级,按随机数字表法随机分为30只正常对照组和30只烟熏组;采用单纯烟熏法对大鼠进行90d烟熏,建立COPD模型。分别于30、60和90d对正常对照组和烟熏组各取10只,观察大鼠的一般情况,采集外周血、收集右肺支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolarlavagefluid,BALF)和取右肺组织用酶联免疫吸附测定法(Enzyme-LinkedImmunoSorbentAssay,ELISA)检测MIF、NF-κB、IL-6和TNF-α的含量;取左肺组织进行HE染色,观察其病理学特征。
结果:1)一般情况:实验后,30d烟熏组大鼠毛尚光泽,无枯黄,身体无明显改变,精神、饮食可,未见打喷嚏、咳嗽;60d烟熏组大鼠活动减少,被毛发黄,欠光泽,身体无明显消瘦,精神欠佳,饮食尚可,烟熏后饮水量增加,体重量增加缓慢,陆续出现打喷嚏、咳嗽;90d烟熏组大鼠呼吸急促,双侧胸廓呼吸动度增强,蜷缩于鼠笼角落,活动减少,反应迟钝,精神状态较差,毛色粗糙无光泽,指抓及口唇发绀,消瘦,饮食、饮水量均较前有所下降。正常对照组大鼠实验前后无显著变化,大鼠整个实验过程中活动如常,毛发光细密,精神可,饮食正常,体重迅速增加,无气促、发绀。
2)肺部大体改变:正常对照组大鼠肺组织颜色红润、质地柔软。而烟熏组大鼠肺体积不断增大,其表面凹凸不平,苍白色斑形成,随烟熏时间增加,斑点数量及体积不断增加。
3)组织病理改变:正常对照组大鼠支气管和肺泡结构清晰,气道黏膜上皮细胞排列整齐,肺泡大小均匀,无明显的出血及炎细胞浸润。烟熏90d组大鼠呈现出典型的COPD病理特征:气道上皮脱落,气道内黏液和细胞阻塞,肺组织结构破坏明显,肺泡扩张,肺泡间隔断裂,相邻肺泡融合形成肺大泡,小血管壁增厚;烟熏60d组大鼠肺组织以炎性细胞浸润为主,可见少许肺泡壁破坏;烟熏组大鼠呈现出COPD显著的病理变化,严重程度由重到轻依次为烟熏90d组>烟熏60d组>烟熏30d组。该研究结果表明,单纯烟熏90d可成功建立COPD大鼠模型。
4)MIF在COPD大鼠中的表达变化:烟熏组不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)与正常对照组相比均高表达,具有显著性差异(P<0.05);而烟熏组30d与60d期间BALF中的MIF表达水平迅速升高,统计学差异显著(P<0.05),但烟熏组90d与60d期间BALF中的MIF表达水平相比,增高虽缓慢,但绝对值仍处于高值水平,无下降趋势;而烟熏组血液与肺组织匀浆中MIF表达水平相比在不同时间比较虽无统计学意义(P>0.05),肺组织匀浆在30d、60d、90d比较无统计学意义,但其绝对值有升高的趋势,以上实验结果表明,MIF在COPD大鼠中的表达水平显著上调。
5)NF-κB在COPD大鼠中的表达变化:NF-κB在烟熏组与正常对照组在不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)均显示高表达,差异具有显著性(P<0.05);但烟熏组同一时间点不同组织间、同一组织间不同一时间点比较,虽然均无统计学意义(P>0.05),但是均有浓度的高表达。以上研究结果表明,NF-κB在COPD中的表达显著上调,与COPD密切相关。
6)TNF-α和IL-6在COPD大鼠中的表达变化:TNF-α在烟熏组不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)与正常对照组相比均高表达,差异具有统计学意义(P<0.05);60d与30d烟熏组血清中TNF-α的表达水平相比,显著升高,具有统计学差异(P<0.05)。但60d与90d烟熏组血清中TNF-α的表达水平相比,差异无统计学意义(P>0.05);同一时间点时,血清、BALF与肺组织匀浆中TNF-α的表达水平相比,差异无统计学意义(P>0.05),但均有高浓度表达,说明炎症反应剧烈,但表达均处于高值状态或可能维持存在,可见TNF-α的高表达可能参与了COPD炎症反应的进程。烟熏组与正常对照组中的IL-6表达水平在不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)比较,差异均有显著性(P<0.05);而烟熏组IL-6的表达水平在同一时间、不同组织间以及不同时间点相同组织间比较,差异无统计学意义(P>0.05),但其均处于高绝对值表达状态。因此,IL-6在COPD的发生发展中具有重要的价值。以上研究结果表明,TNF-α和IL-6在COPD中均显著上调,与COPD密切相关。
结论:本实验采取单纯烟熏法建立SD大鼠COPD模型,探讨COPD模型成熟过程中不同时间点、不同组织之间(肺组织匀浆、BALF和血清)中的MIF、NF-κB、TNF-α和IL-6表达水平均升高,有统计学意义,MIF参与了COPD的发生发展。因此作者认为COPD的形成是通过MIF/NF-κB信号通路实现的,MIF是如何激活NF-κB信号通路,有待于进一步研究。
方法:研究对象分为两组:60只SD雄性大鼠清洁级,按随机数字表法随机分为30只正常对照组和30只烟熏组;采用单纯烟熏法对大鼠进行90d烟熏,建立COPD模型。分别于30、60和90d对正常对照组和烟熏组各取10只,观察大鼠的一般情况,采集外周血、收集右肺支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolarlavagefluid,BALF)和取右肺组织用酶联免疫吸附测定法(Enzyme-LinkedImmunoSorbentAssay,ELISA)检测MIF、NF-κB、IL-6和TNF-α的含量;取左肺组织进行HE染色,观察其病理学特征。
结果:1)一般情况:实验后,30d烟熏组大鼠毛尚光泽,无枯黄,身体无明显改变,精神、饮食可,未见打喷嚏、咳嗽;60d烟熏组大鼠活动减少,被毛发黄,欠光泽,身体无明显消瘦,精神欠佳,饮食尚可,烟熏后饮水量增加,体重量增加缓慢,陆续出现打喷嚏、咳嗽;90d烟熏组大鼠呼吸急促,双侧胸廓呼吸动度增强,蜷缩于鼠笼角落,活动减少,反应迟钝,精神状态较差,毛色粗糙无光泽,指抓及口唇发绀,消瘦,饮食、饮水量均较前有所下降。正常对照组大鼠实验前后无显著变化,大鼠整个实验过程中活动如常,毛发光细密,精神可,饮食正常,体重迅速增加,无气促、发绀。
2)肺部大体改变:正常对照组大鼠肺组织颜色红润、质地柔软。而烟熏组大鼠肺体积不断增大,其表面凹凸不平,苍白色斑形成,随烟熏时间增加,斑点数量及体积不断增加。
3)组织病理改变:正常对照组大鼠支气管和肺泡结构清晰,气道黏膜上皮细胞排列整齐,肺泡大小均匀,无明显的出血及炎细胞浸润。烟熏90d组大鼠呈现出典型的COPD病理特征:气道上皮脱落,气道内黏液和细胞阻塞,肺组织结构破坏明显,肺泡扩张,肺泡间隔断裂,相邻肺泡融合形成肺大泡,小血管壁增厚;烟熏60d组大鼠肺组织以炎性细胞浸润为主,可见少许肺泡壁破坏;烟熏组大鼠呈现出COPD显著的病理变化,严重程度由重到轻依次为烟熏90d组>烟熏60d组>烟熏30d组。该研究结果表明,单纯烟熏90d可成功建立COPD大鼠模型。
4)MIF在COPD大鼠中的表达变化:烟熏组不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)与正常对照组相比均高表达,具有显著性差异(P<0.05);而烟熏组30d与60d期间BALF中的MIF表达水平迅速升高,统计学差异显著(P<0.05),但烟熏组90d与60d期间BALF中的MIF表达水平相比,增高虽缓慢,但绝对值仍处于高值水平,无下降趋势;而烟熏组血液与肺组织匀浆中MIF表达水平相比在不同时间比较虽无统计学意义(P>0.05),肺组织匀浆在30d、60d、90d比较无统计学意义,但其绝对值有升高的趋势,以上实验结果表明,MIF在COPD大鼠中的表达水平显著上调。
5)NF-κB在COPD大鼠中的表达变化:NF-κB在烟熏组与正常对照组在不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)均显示高表达,差异具有显著性(P<0.05);但烟熏组同一时间点不同组织间、同一组织间不同一时间点比较,虽然均无统计学意义(P>0.05),但是均有浓度的高表达。以上研究结果表明,NF-κB在COPD中的表达显著上调,与COPD密切相关。
6)TNF-α和IL-6在COPD大鼠中的表达变化:TNF-α在烟熏组不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)与正常对照组相比均高表达,差异具有统计学意义(P<0.05);60d与30d烟熏组血清中TNF-α的表达水平相比,显著升高,具有统计学差异(P<0.05)。但60d与90d烟熏组血清中TNF-α的表达水平相比,差异无统计学意义(P>0.05);同一时间点时,血清、BALF与肺组织匀浆中TNF-α的表达水平相比,差异无统计学意义(P>0.05),但均有高浓度表达,说明炎症反应剧烈,但表达均处于高值状态或可能维持存在,可见TNF-α的高表达可能参与了COPD炎症反应的进程。烟熏组与正常对照组中的IL-6表达水平在不同组织(血清、BALF、肺组织匀浆)、不同时间点(30d、60d、90d)比较,差异均有显著性(P<0.05);而烟熏组IL-6的表达水平在同一时间、不同组织间以及不同时间点相同组织间比较,差异无统计学意义(P>0.05),但其均处于高绝对值表达状态。因此,IL-6在COPD的发生发展中具有重要的价值。以上研究结果表明,TNF-α和IL-6在COPD中均显著上调,与COPD密切相关。
结论:本实验采取单纯烟熏法建立SD大鼠COPD模型,探讨COPD模型成熟过程中不同时间点、不同组织之间(肺组织匀浆、BALF和血清)中的MIF、NF-κB、TNF-α和IL-6表达水平均升高,有统计学意义,MIF参与了COPD的发生发展。因此作者认为COPD的形成是通过MIF/NF-κB信号通路实现的,MIF是如何激活NF-κB信号通路,有待于进一步研究。