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研究背景: 间质性肺疾病(ILD)是一组主要累及肺间质、肺泡和细支气管的肺部弥漫性疾病,表现为渐进性气促,限制性通气功能障碍伴弥散功能降低。特发性肺纤维化(IPF)是最常见的一种间质性肺疾病,主要由肺部反复的炎症损伤和修复造成。气道高反应性(AHR)是支气管哮喘的主要特征和诊断依据。但是也发现部分慢性咳嗽、过敏性鼻炎、病毒性上呼吸道感染、囊性纤维化、慢性阻塞性肺疾病也会出现气道高反应性。目前对肺纤维化病人肺功能的研究主要是肺弥散功能,而肺通气功能的检测鲜有研究,基于临床上应用支气管扩张剂改善肺纤维化患者的通气状况,因此我们采用Buxco小鼠无创肺功能仪对博莱霉素诱导小鼠肺纤维化的气道反应性进行研究。 CKLF1(趋化素样因子-1)是我国北大学者首次在国际上报道的一种细胞因子,它是采用抑制性减数杂交技术从 PHA刺激的 U937细胞中分离得到的,对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞具有趋化作用,也参与了支气管和肺的炎性损伤及修复过程。本课题组首次报道了CKLF1在哮喘患者的外周血单核细胞及气道粘膜中高表达并在小鼠体内诱导支气管肺的炎性损伤及重塑作用。因此干预CKLF1介导的炎症趋化作用可能是新的治疗炎症性相关肺部疾病的靶点。重组CKLF1在果蝇S2细胞中表达时意外地获得了两种小分子多肽:C19和C27。C19和C27有较弱的体外趋化活性,但是它们的趋化效应均比其它的CCR4配体弱,并且能抑制 CKLF1诱导的趋化作用。体内实验显示这两种多肽均能抑制人CCL11诱导的嗜酸粒细胞向腹膜腔募集。C19还被报道在气道慢性炎症性疾病如哮喘、过敏性鼻炎中发挥着保护性作用。研究发现CKLF1、C19和C27均是CCR4的功能性配体,它们的相互作用均由CCR4介导。因此C19和C27可能是通过竞争性结合CCR4成为CKLF1的拮抗肽,对炎症相关的肺部疾病发挥治疗作用。由于肺纤维化被认为是反复的肺损伤和异常修复造成的,而且缺乏有效安全的药物治疗,因此选择一个特异性靶点研究对肺纤维化安全有效的药物是有必要的。本课题旨在探讨CKLF1的拮抗多肽C27对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型的干预保护作用,为CKLF1-C27多肽成为抗纤维化新药提供实验依据。但由于一种新药从研发到进入临床是一个漫长的过程,研发阶段尚不能用于改善临床肺纤维化病人的状况,而肺纤维化病人急需安全有效的药物缓解病情,所以我们希望用已上市药物,尤其是天然药物来解决现有的肺纤维化病人的症状。 因此,本论文有以下两部分内容:第一部分是CKLF1-C27多肽对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型的干预作用研究,其中对博莱霉素致小鼠肺纤维化的气道反应性进行了探讨;第二部分是中药复方灯盏生脉胶囊对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化的干预保护作用。 第一部分 CKLF1-C27多肽对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型的干预作用研究 分题一博莱霉素致小鼠肺纤维化的气道反应性研究 目的: 研究在体内实验中,博莱霉素致小鼠肺纤维化的进程中气道反应性的变化。 方法: 将10只C57BL/6雌性小鼠随机分为对照组和模型组,对照组气管滴注0.1ml生理盐水,模型组气管滴注0.1ml博莱霉素溶液(5mg/kg)。每天观察小鼠生存状态和体重变化,并于造模前、造模后第3、7、14、21天行无创肺功能检测,用乙酰甲胆碱刺激,以Penh值为小鼠气道反应性指标。第22天处死小鼠,留取肺组织行HE染色观察病理改变。 结果: 造模后模型组小鼠体重急剧下降,对照组小鼠体重保持平稳。模型组小鼠Penh值随造模后时间延长而升高,吸入mAch后Penh上升明显,且存在浓度依赖性,而对照组小鼠改变不明显。模型组小鼠肺组织病理呈现肺泡结构破坏,肺间质充满炎性细胞,气道上皮细胞脱落,气道平滑肌细胞增生,气道壁增厚等变化,其病理变化严重程度显著高于对照组。 结论: 博莱霉素能诱导小鼠发生明显的肺纤维化病变,过程中气道反应性升高,并且早期气道反应性升高的程度较后期明显。 分题二CKLF1-C27多肽对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型的干预作用研究 目的: 探讨CKLF1-C27多肽对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化的干预保护作用。 方法: 将60只 C57BL/6雌性小鼠随机分为空白对照组(NS组)、模型组(model组)、药物低剂量组(C27-1μg组)、药物中剂量组(C27-10μg组)、药物高剂量组(C27-100μg组)和药物对照组(C27-con组)。NS组和药物对照组气管滴注0.1ml生理盐水,其余各组滴注博莱霉素溶液(5mg/kg)复制肺纤维化模型,以后每天分别腹腔注射生理盐水和不同浓度C27溶液(0.005,0.05,0.5mg/ml)治疗。实验过程中隔天记录小鼠的生存状态及体重变化,在完成给药后观察肺顺应性和肺阻力的改变状况。留取肺泡灌洗液和肺组织检测TGF-β含量和羟脯氨酸含量,肺组织行HE染色观察肺组织的炎症变化和纤维化程度。 结果: 给予博莱霉素后,各组小鼠体重显著下降,进食减少,肺阻力升高(P<0.05),肺顺应性降低(P<0.05),肺组织中羟脯氨酸含量显著升高(P<0.05),肺泡灌洗液和肺组织中 TGF-β含量增加(P<0.05),肺部病理变化严重。三个 C27多肽干预组小鼠体重下降减缓,尤以低剂量组下降最缓慢;肺阻力显著下降(P<0.05),肺顺应性稍有上升,TGF-β含量降低(P<0.05);肺组织中羟脯氨酸含量降低(P<0.05);均以低剂量组改变最明显;肺组织的病理切片显示肺部炎症及肺纤维化程度均有不同程度的减轻。 结论: CKLF1-C27多肽能改善博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠的虚弱状态,降低肺阻力,减少肺组织的羟脯氨酸含量,抑制小鼠的肺组织炎症反应,减轻肺纤维化程度,对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化具有干预作用。 第二部分中药复方灯盏生脉胶囊对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化的干预作用研究 目的: 研究灯盏生脉胶囊对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化的干预保护作用。 方法: 将40只C57BL/6雌性小鼠随机分为盐水对照组(NS)、模型组(Model)、灯盏生脉组(DZSM)和乙酰半胱氨酸阳性对照组(NAC),NS组气管滴注0.1 mL生理盐水,其余3组按5 mg/kg剂量滴注博莱霉素溶液复制肺纤维化模型,以后每天分别给予生理盐水、灯盏生脉溶液(222 mg/kg/d)、乙酰半胱氨酸溶液(489.6 mg/kg)灌胃治疗,连续给药21 d。实验过程中隔天记录小鼠的生存状态及体重变化,在完成给药后观察肺顺应性和肺阻力的改变状况。留取肺泡灌洗液检测细胞因子转化生长因子-β(TGF-β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)含量,观察博莱霉素引起的肺炎症改变;留取肺组织,测定肺组织中羟脯氨酸含量,并分别行HE染色和Masson’s染色,观察肺组织的炎症变化和纤维化程度。结果 给予博莱霉素后,各组小鼠体重显著下降,进食减少,肺阻力升高(P<0.05),肺泡灌洗液中TGF-β,TNF-α,IL-1β含量显著升高(P<0.05)。灯盏生脉胶囊干预组小鼠体重下降减缓,肺阻力显著下降(P<0.05),肺泡灌洗液中 TGF-β, TNF-α,IL-1β含量明显降低(P<0.05),肺组织羟脯氨酸含量有所减低;肺组织的病理切片显示肺部炎症及肺纤维化程度均有不同程度的减轻。 结论: 灯盏生脉胶囊能改善博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠的虚弱状态,增强小鼠肺顺应性,降低肺阻力,抑制小鼠的肺组织炎症反应,减轻肺纤维化程度。