补肺健脾方调控NF-κB-泛素-蛋白酶体信号通路改善COPD骨骼肌功能障碍作用机制

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目的评价补肺健脾方对慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive PulmonaryDiseases,COPD)大鼠骨骼肌功能障碍的疗效,并探讨其调控NF-κB-泛素(Ub)-蛋白酶体信号通路改善骨骼肌功能障碍作用机制,为临床应用提供依据。方法SPF级SD大鼠72只随机分为对照组、模型组、补肺健脾组、吡咯烷二硫代氨基甲酸酯(Pyrrolidine dithiocarbamate,PDTC为NF-κB的抑制剂)组、补肺健脾联合PDTC组(以下简称“联合组”)和氨茶碱组,每组12只。采用香烟熏吸联合细菌反复感染法制备COPD稳定期大鼠模型。自第9周起,对照组和模型组均给予生理盐水灌胃,其余4组分别给予补肺健脾方、PDTC、补肺健脾方联合PDTC及氨茶碱治疗,给药至第20周结束时取材。每月检测大鼠肺功能潮气量(Tidal Volume,VT)、呼气峰流速(PeakExpiratory Flow,PEF)及50%潮气量呼气流速(50%Tidal Volume Expiratory Flow,EF50);观察大鼠肱二头肌、股四头肌、比目鱼肌及肋间肌组织病理和超微结构的变化;采用立体组织灌流系统检测大鼠肱二头肌、股四头肌、比目鱼肌及肋间肌张力;采用ELISA方法检测大鼠股四头肌组织中泛素(Ubiquitin,Ub)的含量;采用荧光定量聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术检测大鼠股四头肌组织中肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF)-α mRNA与核因子(Nuclear factor,NF)-κB mRNA的表达。结果1一般情况与对照组相比,模型组大鼠出现形体消瘦、精神差倦怠、活动量减少、进食进水量减少等表现,补肺健脾组、PDTC组、联合组及氨茶碱组上述变化均有改善,尤以补肺健脾组与联合组的改善较为明显。各组大鼠的体重随周龄均呈递增趋势;模型组大鼠的体重增长趋势较对照组缓慢。补肺健脾组、联合组和氨茶碱组大鼠体重自13周起增长趋势较模型组快。但各组间无统计学差异(P>0.05)。2肺功能模型组大鼠肺功能VT自第8周起较对照组降低(P<0.01),其PEF及EF50自第4周起较对照组降低(P<0.01)。联合组大鼠肺功能VT、PEF及EF50自第16周起均高于模型组(P<0.05);补肺健脾组大鼠肺功能PEF自第16周起高于模型组(P<0.05);联合组大鼠肺功能EF50自第16周起高于PDTC(P<0.05)。第20周时,补肺健脾组和联合组大鼠肺功能VT、PEF、EF50均高于模型组(P<0.05或P<0.01)。其余各组间无统计学差异(P>0.05)。3骨骼肌组织病理和超微结构模型组大鼠骨骼肌病理损伤较对照组严重,出现肌纤维萎缩断裂、间隙增大、排列紊乱、肌细胞染色不均等病理改变;4个治疗组较模型组均有改善,且补肺健脾组与联合组的改善明显优于PDTC组与氨茶碱组。模型组大鼠骨骼肌组织超微结构的变化较对照明显,肌纤维间线粒体明显减少、线粒体嵴基本消失;4个治疗组较模型组均有改善,且补肺健脾组与联合组的改善明显优于PDTC组与氨茶碱组。4骨骼肌张力模型组大鼠肱二头肌、股四头肌、比目鱼肌、肋间肌张力较对照组均明显下降(P<0.01);补肺健脾组、联合组、PDTC组及氨茶碱组大鼠股四头肌张力均高于模型组(P<0.01),补肺健脾组及联合组大鼠肱二头肌、比目鱼肌、肋间肌张力均高于模型组(P<0.01);补肺健脾组和联合组大鼠肱二头肌、股四头肌、肋间肌张力均高于氨茶碱组(P<0.05或P<0.01),联合组大鼠比目鱼肌、股四头肌张力均高于PDTC组与氨茶碱组(P<0.05或P<0.01);PDTC组与氨茶碱组之间无统计学差异(P>0.05)。5股四头肌组织NF-κB-泛素-蛋白酶体信号通路相关指标的表达模型组大鼠股四头肌组织中Ub、TNF-α mRNA、NF-κBp65mRNA的水平较对照组明显升高(P<0.01);补肺健脾组与联合组Ub、TNF-α mRNA、NF-κBp65mRNA的水平均低于模型组(P<0.01),PDTC组与氨茶碱组Ub的水平低于模型组(P<0.01),补肺健脾组、联合组及PDTC组NF-κBp65mRNA的水平均低于氨茶碱组(P<0.01);PDTC组与氨茶碱组Ub、TNF-α mRNA的水平均高于补肺健脾组与联合组(P<0.05或P<0.01);PDTC组与联合组NF-κBp65mRNA的水平均低于补肺健脾组(P<0.01);PDTC组与氨茶碱组Ub、 TNF-α mRNA的水平之间无统计学差异(P>0.05);PDTC组与联合组NF-κBp65mRNA的水平之间、模型组与氨茶碱组NF-κBp65mRNA的水平之间均无统计学差异(P>0.05)。结论1.补肺健脾方可以明显改善COPD模型大鼠骨骼肌功能障碍的一般状况、肺功能、骨骼肌组织病理损害及骨骼肌张力,其作用明显优于PDTC与氨茶碱。2.补肺健脾方通过调节NF-κB-泛素-蛋白酶体信号通路减少肌肉蛋白分解、促进其合成,对于改善COPD模型大鼠骨骼肌功能障碍有明显的疗效。
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