黃旭晴 徐長(zhǎng)青 李旭
曲古抑菌素A對(duì)博萊霉素致肺纖維化小鼠NF-κB表達(dá)的影響研究
黃旭晴 徐長(zhǎng)青 李旭
目的 觀察曲古抑菌素A(TSA)對(duì)博萊霉素(BLM)誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠核因子-κB(NF-κB)表達(dá)的影響。方法96只健康雄性C57BL/6小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組、模型組、TSA早期干預(yù)組和TSA晚期干預(yù)組,各24只。模型組、TSA早期干預(yù)組和TSA晚期干預(yù)組小鼠均予以氣管內(nèi)滴注BLM(10mg/kg體重)溶液0.15m l誘導(dǎo)肺纖維化模型,對(duì)照組小鼠予0.9%氯化鈉注射液0.15m l氣管內(nèi)滴注。建模后,TSA干預(yù)組分階段(早期:第1~14天;晚期:第15~28天)予以TSA(40mg/kg體重)溶液腹腔注射,2次/周。模型組和對(duì)照組予以等體積二甲基亞砜腹腔注射作為溶媒對(duì)照。建模后第7、14、28天各組均隨機(jī)分3批處死小鼠8只,留取右肺上葉組織行HE染色和Masson染色觀察肺泡炎及肺纖維化程度,并行Szapiel評(píng)分,右肺中、下葉組織堿水解法檢測(cè)羥脯氨酸(HYP)含量,免疫組化方法檢測(cè)NF-κB表達(dá)水平。結(jié)果 病理學(xué)檢查比較,對(duì)照組小鼠肺泡結(jié)構(gòu)正常,模型組小鼠肺組織在第7天出現(xiàn)出血、滲出等肺泡炎性改變,第28天出現(xiàn)明顯肺纖維化。模型組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分、HYP含量、NF-κB表達(dá)水平均高于對(duì)照組(均P<0.05);TSA早期干預(yù)組小鼠各時(shí)點(diǎn)以上指標(biāo)均低于模型組(均P<0.05),而TSA晚期干預(yù)組與模型組比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P>0.05)。結(jié)論 早期應(yīng)用TSA或能通過(guò)抑制NF-κB的表達(dá)發(fā)揮延緩肺纖維化的作用。
曲古抑菌素A 肺間質(zhì)纖維化 核因子-κB
特發(fā)性肺纖維化是一種病因不明、以進(jìn)展性的肺纖維化炎癥反應(yīng)為特征的肺間質(zhì)疾病,其發(fā)病率約為0.1‰,且呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)[1]。特發(fā)性肺纖維化可見(jiàn)于各年齡段患者,預(yù)后不良,中位生存時(shí)間僅有3年[2]。研究顯示,肺泡上皮細(xì)胞的過(guò)度凋亡參與了肺纖維化的發(fā)生[3],而轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)通過(guò)激活其下游效應(yīng)分子Smad2或Smad3在肺纖維化中也發(fā)揮重要作用[4]。核因子-κB(NF-κB)可激活TGF-β,促進(jìn)成纖維細(xì)胞Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白的表達(dá),介導(dǎo)肺泡炎和肺纖維化;而血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACEI)可下調(diào)NF-κB的表達(dá),抑制器官纖維化[5]。曲古抑菌素A(TSA)為鏈霉菌代謝產(chǎn)物,是一種組蛋白脫乙酰基轉(zhuǎn)移酶抑制劑。TSA已被報(bào)道可以抑制低氧或血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的新生血管形成[6],但其對(duì)組織纖維化影響的研究還未深入?;诖?,本研究以博萊霉素(BLM)致肺纖維化小鼠模型[7]為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,探討TSA對(duì)BLM誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠NF-κB表達(dá)的影響,以期為臨床防治肺纖維化提供參考,現(xiàn)報(bào)道如下。
1.1 材料 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:健康SPF級(jí)、雄性C57BL/6小鼠(南京君科生物工程有限公司)96只,6~8周齡,體重18~22g。主要試劑:TSA(美國(guó)Sigma公司),BLM(日本化藥株式會(huì)社),NF-κB p65試劑盒(武漢博士德生物有限公司),羥脯氨酸(HYP)檢測(cè)試劑盒(南京建成生物研究所),Masson染液試劑盒(武漢博士德公司)。
1.2 方法
1.2.1 動(dòng)物分組 小鼠飼養(yǎng)于SPF級(jí)動(dòng)物房,溫度23~27℃,濕度55%~65%,12h光照/黑暗交替;適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,按隨機(jī)數(shù)字表法將小鼠分為4組(模型組、TSA早期干預(yù)組、TSA晚期干預(yù)組、對(duì)照組),每組各24只。
1.2.2 肺纖維化小鼠模型建立和干預(yù) 肺纖維化小鼠模型建立:4組小鼠均予頸正中切開(kāi),鈍性分離淺筋膜逐層暴露氣管;模型組、TSA早期干預(yù)組、TSA晚期干預(yù)組小鼠均予一次性快速氣管內(nèi)滴注BLM(10mg/kg體重)溶液0.15ml,對(duì)照組小鼠予一次性快速氣管內(nèi)滴注0.9%氯化鈉注射液0.15ml;而后將4組小鼠均直立、快速旋轉(zhuǎn)2min,使藥液盡可能均勻分布于肺組織。建模后,TSA早期干預(yù)組小鼠于第1~14天予TSA(40mg/kg體重)溶液腹腔注射,2次/周;TSA晚期干預(yù)組小鼠于第15~28天予TSA(40mg/kg體重)溶液腹腔注射,2次/周;模型組和對(duì)照組小鼠于同時(shí)間點(diǎn)予等體積二甲基亞楓(DMSO)腹腔注射作為溶媒對(duì)照。
1.3 觀察指標(biāo) 4組小鼠均分別于建模后第7、14、28天隨機(jī)處死8只。小鼠予氯胺酮腹腔注射麻醉后開(kāi)胸,分離氣管和肺組織;迅速將右肺上葉組織置于4%多聚甲醛中固定,制備石蠟切片,一部分作HE染色及Masson染色進(jìn)行病理學(xué)觀察,另一部分作免疫組化染色檢測(cè)NF-κB表達(dá)水平;留取右肺中、下葉組織,剪碎后制成勻漿于-20℃冰箱保存,用于檢測(cè)肺組織HYP含量。
1.3.1 肺組織病理學(xué)觀察 肉眼觀察小鼠肺組織大體病理學(xué)表現(xiàn),光鏡下HE染色觀察肺泡炎和肺纖維化程度,以Szapiel評(píng)分方法判定肺泡炎和肺纖維化程度[8]。肺泡炎分級(jí):0級(jí)示正常肺泡形態(tài),計(jì)1分;Ⅰ級(jí)示輕度肺泡炎,計(jì)2分;Ⅱ級(jí)示中度肺泡炎,計(jì)3分;Ⅲ級(jí)示重度肺泡炎,計(jì)4分。肺纖維化分級(jí):0級(jí)示正常肺組織,無(wú)纖維化;Ⅰ級(jí)示輕度纖維化,受累面積<20%,纖維化累及胸膜、胸膜下肺間質(zhì),肺泡結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂;Ⅱ級(jí)示中度纖維化,病變范圍約占全肺20%~50%,肺纖維化區(qū)域從胸膜開(kāi)始延伸,但仍屬局部性;Ⅲ級(jí)示重度纖維化,病變范圍>50%,并有融合,可見(jiàn)大小不等的囊氣腔,并伴有廣泛肺實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)紊亂。光鏡下Masson染色觀察肺組織膠原沉積情況,通過(guò)測(cè)定組織積分光密度(IOD)值進(jìn)行半定量分析。
1.3.2 肺組織HYP含量檢測(cè) 取凍存的肺組織(濕質(zhì)量30~40mg/只)剪碎后制成勻漿,采用堿水解法檢測(cè)組織HYP含量(mg/g肺組織),具體操作嚴(yán)格按HYP檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。
1.3.3 肺組織NF-κB表達(dá)水平檢測(cè) 采用免疫組化SP法染色,肺組織切片皆采用圖像分析軟件先進(jìn)行顏色分離,然后自動(dòng)計(jì)算其IOD值進(jìn)行半定量分析。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件;計(jì)量資料以 表示,多組間比較采用方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。
2.1 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織大體病理學(xué)表現(xiàn)比較 對(duì)照組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織均濕潤(rùn)、有彈性、表面光滑,呈粉紅色。模型組小鼠第7天時(shí)肺組織呈暗紅色,可見(jiàn)較多點(diǎn)狀病灶;第14天時(shí)肺組織出現(xiàn)較多片狀白色病灶,肺體積縮小,肺彈性下降;第28天時(shí)肺組織呈蒼白色,肺體積明顯縮小,彈性明顯降低,硬度增加,可見(jiàn)散在的細(xì)小出血點(diǎn),表面不光滑,凹凸不平。TSA早期干預(yù)組小鼠第28天時(shí)肺部濕潤(rùn)、有彈性、表面光滑,體積縮小不明顯,彈性尚好,表面輕微結(jié)節(jié)樣改變。TSA晚期干預(yù)組小鼠第28天時(shí)病變與模型組小鼠相似。
2.2 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織病理學(xué)表現(xiàn)比較
2.2.1 HE染色病理學(xué)表現(xiàn) 對(duì)照組小鼠各時(shí)點(diǎn)均肺泡壁完整,肺泡腔內(nèi)無(wú)明顯滲出。模型組小鼠出現(xiàn)肺泡、肺間質(zhì)及支氣管壁不同程度的纖維增厚,肺部結(jié)構(gòu)明顯破壞的病理改變;第7天肺泡中可見(jiàn)到巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞等炎性細(xì)胞浸潤(rùn);第14天時(shí)仍可見(jiàn)少數(shù)炎性細(xì)胞浸潤(rùn),部分肺泡萎縮、閉合,成纖維細(xì)胞增加;第28天肺泡炎減輕,呈現(xiàn)彌漫性纖維化改變,少見(jiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。與模型組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠第7、14、28天時(shí)肺泡炎和肺纖維化均不明顯;TSA晚期干預(yù)組小鼠與模型組比較,表現(xiàn)相似,第7、14天時(shí)仍出現(xiàn)明顯巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維化改變,第28天時(shí)肺組織結(jié)構(gòu)破壞明顯、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少,而肺間質(zhì)大量膠原沉積。4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分比較見(jiàn)表1。
由表1可見(jiàn),4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P<0.05)。與對(duì)照組比較,TSA早期干預(yù)組、TSA晚期干預(yù)組、模型組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分均升高(均P<0.05)。與模型組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分均降低(均P<0.05),TSA晚期干預(yù)組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。與TSA晚期干預(yù)組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎Szapiel評(píng)分亦均降低(均P<0.05)。
2.2.2 Masson染色病理學(xué)表現(xiàn) 對(duì)照組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)均未見(jiàn)藍(lán)色膠原沉積。模型組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)均可見(jiàn)藍(lán)色膠原沉積,并隨著小鼠生存時(shí)間延長(zhǎng),藍(lán)色膠原沉積加重。TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)也可見(jiàn)藍(lán)色膠原沉積,其表現(xiàn)介于對(duì)照組與模型組之間。TSA晚期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)藍(lán)色膠原沉積表現(xiàn)與模型組相仿。4組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)Masson染色光鏡下所見(jiàn)見(jiàn)圖1-4,Masson染色的IOD值見(jiàn)表2。
表1 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺泡炎S z a p i e l評(píng)分比較(分)
表2 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織Masson染色的I OD值比較
圖1 對(duì)照組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)光鏡下所見(jiàn)(a:第7天;b:第14天;c:第28天;Masson染色,×400)
圖2 模型組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)光鏡下所見(jiàn)(a:第7天;b:第14天;c:第28天;Masson染色,×400)
圖3 T SA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)光鏡下所見(jiàn)(a:第7天;b:第14天;c:第28天;Masson染色,×400)
圖4 T SA晚期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)光鏡下所見(jiàn)(a:第7天;b:第14天;c:第28天;Masson染色,×400)
由表2可見(jiàn),4組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)Masson染色的IOD值比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P<0.05)。與對(duì)照組比較,TSA早期干預(yù)組、TSA晚期干預(yù)組、模型組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)Masson染色I(xiàn)OD值均升高(均P<0.05)。與模型組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)Masson染色I(xiàn)OD值均降低(均P<0.05),TSA晚期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)Masson染色I(xiàn)OD值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。與TSA晚期干預(yù)組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)Masson染色I(xiàn)OD值亦均降低(均P<0.05)。
2.3 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織HYP含量比較 見(jiàn)表3。
表3 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織H Y P含量比較(m g/g肺組織)
由表3可見(jiàn),4組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)HYP含量比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P<0.05)。與對(duì)照組比較,TSA早期干預(yù)組、TSA晚期干預(yù)組、模型組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)HYP含量均升高(均P<0.05)。與模型組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)HYP含量均降低(均P<0.05),TSA晚期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)HYP含量差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。與TSA晚期干預(yù)組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)HYP含量亦均降低(均P<0.05)。
2.4 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織NF-κB表達(dá)水平比較 見(jiàn)表4。
表4 4組小鼠各時(shí)點(diǎn)肺組織N F-κB表達(dá)水平(I OD值)比較
由表4可見(jiàn),4組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)NF-κB表達(dá)水平比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P<0.05)。與對(duì)照組比較,TSA早期干預(yù)組、TSA晚期干預(yù)組、模型組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)NF-κB表達(dá)水平均升高(均P<0.05)。與模型組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)NF-κB表達(dá)水平均降低(均P<0.05),TSA晚期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)NF-κB表達(dá)水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。與TSA晚期干預(yù)組比較,TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織各時(shí)點(diǎn)NF-κB表達(dá)水平亦均降低(均P<0.05)。
肺纖維化是多種肺部慢性疾病后期的共同結(jié)局,其病理特點(diǎn)是早期肺泡炎和后期成纖維細(xì)胞大量增生及膠原纖維進(jìn)行性沉積并取代正常的肺組織結(jié)構(gòu)[9]。肺纖維化的發(fā)生與TGF-β、NF-κB等許多細(xì)胞因子有關(guān)。TGF-β通過(guò)激活下游效應(yīng)分子Smads家族而介導(dǎo)致纖維化信號(hào)通路的傳導(dǎo)[10]。而NF-κB通過(guò)活化轉(zhuǎn)谷酰氨酶的啟動(dòng)子,調(diào)控多種細(xì)胞因子基因表達(dá)增加,激活TGF-β,促進(jìn)成纖維細(xì)胞Ⅰ、Ⅲ型膠原的表達(dá),介導(dǎo)肺泡炎和肺纖維化。NF-κB是影響肺纖維化形成與發(fā)展的重要細(xì)胞因子。
TSA為作為鏈霉菌代謝產(chǎn)物,可影響NF-κB的核轉(zhuǎn)錄,抑制NF-κB依賴的啟動(dòng)子活性[11]。研究表明,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體抑制劑通過(guò)抑制脂多糖誘發(fā)的NF-κB激活,減少TNF-α、TGF-β等細(xì)胞因子的合成,減輕炎癥因子的釋放,能緩解急性肺損傷中內(nèi)皮細(xì)胞炎性損害[12]。TSA通過(guò)分子靶向作用減少組蛋白的乙酰化程度,改變組蛋白乙?;氖Ш鉅顟B(tài)所引起的基因調(diào)控失衡[13],起到調(diào)控基因表達(dá),抑制多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用[14]。研究顯示,上皮細(xì)胞的過(guò)度凋亡導(dǎo)致肺組織結(jié)構(gòu)破壞,產(chǎn)生肺纖維化[15]。肺纖維化時(shí)膠原纖維明顯增多,HYP為膠原纖維所特有,檢測(cè)肺組織HYP的含量對(duì)于判斷肺纖維嚴(yán)重程度意義重大[16]。
本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),在小鼠肺纖維化發(fā)生過(guò)程中,肺組織HYP含量進(jìn)行性增加,早期給予TSA處理后HYP含量會(huì)降低,晚期給予TSA處理則效果不明顯[17]。本研究結(jié)果也同樣顯示早期給予TSA處理后HYP含量會(huì)降低,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)TSA早期干預(yù)組小鼠肺組織NF-κB表達(dá)水平較模型組、TSA晚期干預(yù)組減少,較對(duì)照組升高。這說(shuō)明肺組織NF-κB的表達(dá)水平越高,肺纖維化程度相對(duì)越嚴(yán)重。早期TSA干預(yù)后小鼠肺組織Masson染色顯示藍(lán)色膠原沉積明顯減少,這間接說(shuō)明TSA能抑制小鼠肺組織NF-κB的表達(dá),通過(guò)早期抗炎達(dá)到抑制肺纖維化作用。
綜上所述,本研究通過(guò)分析TSA對(duì)BLM誘導(dǎo)肺纖維化小鼠的NF-κB表達(dá)的影響,探討防治肺纖維化的新途徑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)早期應(yīng)用TSA或能通過(guò)抑制NF-κB的表達(dá)達(dá)到延緩肺纖維化的目的,這為目前臨床肺纖維化的治療提供重要思路。
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Trichostatin A affects expression of NF-κB in mice w ith bleomycin-induced pulmonary fibrosis
HUANG Xuqing,XU Changqing,LI Xu.Department of Respiratory Medicine,the Affiliated Hospital of Hangzhou Normal University,Hangzhou 310015,China
【 Abstract】 Objective To investigate the effect of trichostatin A on exp ression of NF-κB in m ice w ith b leomycin-induced pulmonary fibrosis. Methods Ninty-six male C57BL/6 m ice were random ly allocated into four g roups w ith 24 in each g roup:saline controlg roup(control g roup),b leomycin-induced pulmonary fib rosis g roup(model g roup),early TSA treatment group(early g roup),and late TSA treatmentg roup(late g roup).Eightm ice in each g roup were sacrificed at d7,d14 and d28.The lung tissue samp les were taken and hematoxylin eosin and Masson staining were adop ted to evaluate the severity of pulmonary inflammation and fib rosis.The contents of hyd roxyp ro1ine(HYP)in the lung tissues were detected by alkaline hyd rolysis technique. Results The lung tissue in model group p resented significant b leed ing and effusion at d7 and pulmonary fib rosis at d28.Bleed ing,effusion and pulmonary fib rosis were attenuated in early treatment g roup com pared to model group at the same time points.Hyd roxyp roline content and the exp ression of NF-κB in lung tissue were significantly higher in model g roup than those in control g roup(both P<0.05).Compared w ith model g roup,early g roup showed m ilder alveolitis and lower Szapielscore of pulmonary fib rosis,decreased hyd roxyp rollne content and NF-κB exp ression at the same time points(both P<0.05).However,there were no significant differences in above ind icators between late g roup and model group. Conclusion Early treatmentof TSA can alleviate b leom ycin-induced pulmonary fibrosis via inhibiting early inflammation and inhibiting exp ressions of NF-κB.
Trichostatin A Pulmonary fib rosis NF-κB
2016-05-23)
(本文編輯:李媚)
杭州市社會(huì)發(fā)展自主申報(bào)項(xiàng)目(20160533B18);浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(2015C33258);杭州市衛(wèi)生科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011A017)
310015 杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院呼吸科
黃旭晴,E-mail:h x q3871@126.com