【摘要】 目的 研究丹参注射液对慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠肺气道重塑的干预作用及其作用机制。方法 通过熏香烟加气管内注射内毒素方法建立大鼠COPD模型。同时设立模型组、丹参组和空白对照组,用HE染色观察肺组织病理形态学变化和胶原沉积情况,用ELISA检测试剂盒测定血清和肺组织匀浆中转化生长因子β1(TGF-β1)水平,用免疫组织化学染色法观察TGF-β1在肺组织中的表达。结果 血清TGF-β1含量空白组最高,丹参组次之,模型组最低,3组之间差异无统计学意义(P均&>0.05);肺组织匀浆总TGF-β1含量模型组高于空白组和丹参组,差异有统计学意义(P&<0.05);丹参组含量高于空白组,但差异无统计学意义(P&>0.05);肺组织中TGF-β1 mRNA表达模型组最强,与空白组、丹参组比较差异有统计学意义(P&<0.05);丹参组与空白组比较差异无统计学意义(P&>0.05)。结论 TGF-β1参与了COPD气道重塑的发病过程,丹参注射液可以通过下调TGF-β1干预COPD气道重塑。
【关键词】 丹参注射液;慢性阻塞性肺疾病;气道重塑;转化生长因子β1;大鼠
Key words:Dansheng injection;COPD;airway remodeling;transforming growth factor-β1;rat
随着人口的老龄化,烟民的增多及环境污染的加重,慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease, COPD)的患病率有逐年上升的趋势,是主要的世界疾病经济负担。因此,防治COPD愈来愈受到国内外医学科学家的广泛关注和重视。
本实验采用复制COPD大鼠模型,通过腹腔注射丹参注射液,观察COPD模型大鼠血清中转化生长因子β1(TGF-β1)水平和肺组织TGF-β1 mRNA表达的变化,探讨丹参注射液对COPD发生、发展的干预作用,寻求防治COPD、延缓气流受限进展的有效途径。
1 材料与方法
1.1 动物及分组
清洁级雄性SD大鼠45只(广州中医药大学动物中心提供,合格证号:0004804),体重120~150 g。随机分为正常对照组、模型组、丹参组,每组15只。
1.2 慢性阻塞性肺疾病大鼠模型制备方法
参照李氏等[1]报道的烟熏加气道内灌注细胞内毒素方法复制COPD大鼠模型。分别于实验第33、47日经气管注入细胞内毒素,除注细胞内毒素日外连续熏香烟,共102 d。
气道内细胞内毒素灌注方法:用乙醚麻醉大鼠,将其固定在木板上,腹部向上,用剪刀和镊子剥开气管前的皮毛层、肌肉层,暴露气管,用注射器直接向气管内注入细胞内毒素,逐层缝合。
烟熏方法:第1-102日(第33、47日除外)将大鼠置入自制吸烟箱,规格为40 cm×40 cm×25 cm,每次放6只,注入红双喜香烟烟雾,每次4根香烟,辅以雾化吸入,每次2 h,每日2次,每周5 d,共102 d。
1.3 给药
丹参组于造模的同日开始每天吸烟前腹腔注射丹参注射液(正大青春宝药业有限公司,批号0405202)2 mL/kg,连续102 d,每周根据体重调整丹参剂量。正常对照组与模型组不给药。各组均于第103日取材。
1.4 检测指标与方法
1.4.1 血清转化生长因子β1含量测定 取静脉血2 mL,用ELISA检测试剂盒测定血清TGF-β1水平。按检测药盒说明书进行加样和显色,以Bio-Rad公司550型酶标仪OD值,按标准曲线计算TGF-β1含量。
测定方法:BIOSOURCE多种族TGF-β1是一种固相夹心法。对TGF-β1特异性的单克隆抗体包被到酶标板上,标准品和样品中的TGF-β1与单克隆抗体结合,加入生物素化的抗大鼠TGF-β1抗体,形成免疫复合物连接于板上,链霉素-过氧化物酶也被加入其中。再加底物液,底物液可与酶结合产生颜色,颜色的浓度可直接反映样品中的TGF-β1的含量。加终止液,在492 nm处测OD值,TGF-β1的浓度与OD值成正比。
1.4.2 肺组织匀浆转化生长因子β1含量测定
称取500 mg肺组织,加入生理盐水1.0 mL,组织匀浆器充分研磨,5 000 r/min离心10 min,取上清0.1 mL,加生理盐水至1.0 mL,充分混匀后,5 000 r/min离心10 min,取上清液备测。检测方法同血清TGF-β1含量测定。
1.4.3 转化生长因子β1在肺组织内的表达
采用免疫组织化学染色法。肺组织标本经4%多聚甲醛灌注内固定后,取材放入4%多聚甲醛固定24 h,石蜡包埋切片,免疫组织化学染色参照试剂盒推荐的链酶抗生物素蛋白-过氧化酶(SP)法进行操作。每组切片任选1张用PBS液代替一抗进行染色,为阴性对照。TGF-β1多克隆抗体1∶50稀释,阳性表达为细胞胞浆呈棕黄色颗粒状改变。切片结果采用亿鸣公司病理图像分析仪进行图像分析。表达强度用平均吸光度表示(A):对每张切片阳性细胞的强度DAB显色按无着色、淡黄色、棕黄色和棕褐色分别计0、1、2、3分,着色阳性面积按无着色及着色&<1/3、1/3~2/3、&>2/3分别计分为0、1、2、3分,然后根据两项计数之和判断其结果:&<3分为阴性,≥3分为阳性,其中3~4分为低表达,5~6分为高表达。
1.5 统计学方法
应用SPSS11.0统计软件包建数据库,计量资料以x±s表示,各组之间比较用单因素方差分析(方差不齐采用秩和检验),检验水平α=0.05。
2 结果
(见表1~表3)表1 各组血清TGF-β1值比较(略)
表2 各组肺组织匀浆TGF-β1值比较(略)表3 各组肺组织中TGF-β1 mRNA的表达强度比较(略)注:与丹参组、正常对照组比较,P&<0.05
3 讨论
不完全可逆并呈进行性进展的气流受限是COPD的主要特点,气道重塑是导致不可逆性因素气流受限的重要因素。气道重塑主要表现为平滑肌细胞增殖及细胞外基质沉积,前者包括平滑肌细胞增生和肥大,后者包括成纤维细胞增生、胶原及氨基聚糖沉积。多种介质参与了COPD气道重塑的发生、发展。TGF-β1通过趋化炎症细胞、促进细胞外基质蛋白的产生和抑制细胞外基质蛋白的降解最终促使细胞外基质的沉积,被认为是最关键的前纤维化因子,是迄今发现的最强的细胞外基质沉积促进剂,也是目前公认的器官纤维化的治疗靶目标[2-3]。
随着中医药防治COPD研究的深入,其中医病因病机及演变规律逐渐明确。COPD气道重塑的中医病机是久病痰瘀互结,阻于肺络,致肺气郁闭,气机不畅。气虚是其病理基础,痰浊、瘀血成为主要病理因素,痰浊、瘀血有形之邪阻滞肺络,搜逐不易,致肺管狭窄,使无形之气不能宣降,痰瘀互结,气道狭窄,致津、血运行受阻,化为败血凝痰,混处肺络,恶性循环,使“痰夹瘀血,遂成窠囊”,痰瘀互结,闭郁肺络,导致气道重塑。其中瘀血在气道重塑发生、发展中占重要地位。瘀血产生的原因不外气滞、气虚、痰阻、心阳虚衰。COPD初期,肺气郁滞,治节失职,则血行涩滞,循环不利,血瘀肺脉,血滞气郁,气郁血瘀。病情迁延,肺气不足,不能正常治理调节心血的运行,血管无气,必停留而瘀。痰浊内生,碍气运行,气机郁滞,心脉失畅则血郁为瘀。病之后期,心之阳气虚损,脉失温煦,血失推动,滞而为瘀。
本实验模型大鼠肺组织病理形态学特点符合COPD病理改变,并体现出气道重塑特点,与模型组相比,丹参组病理改变明显减轻,说明腹腔内注射丹参注射液可以减轻COPD肺组织病理改变。肺组织匀浆TGF-β1值较模型组低,差异有统计学意义;肺组织中TGF-β1的表达强度较模型组低,差异有统计学意义,由此推测,丹参注射液对大鼠COPD气道重塑模型的保护作用可能是通过下调TGF-β1的表达而干预COPD气道重塑。模型组与丹参组大鼠血清TGF-β1值差异无统计学意义,主要考虑可能与样本含量偏小有关,亦不排除血清TGF-β1水平可能与气道重塑严重程度无明显相关性。
参考文献
1] 李红梅,崔德健,佟 欣,等.熏香烟加气管内毒素和单纯熏香烟法建立大鼠COPD模型[J].中国病理生理杂志,2002,18(7):808-812.
[2] Takizawa H, Tanaka M, Takami K, et al. Increased expression of transforming growth factor-β in small airway epithelium from tobacco smokers and patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD)[J]. Am J Respir Crit Care Med,2001,163:1476-1483.
[3] 赵志杰,周国鹏,焦红梅,等.转化生长因子β1在老龄大鼠博来霉素诱导肺成纤维化模型肺脏中的表达变化[J].中国现代医学杂志,2006, 16(22):3402-3408.