劉新民 黃 晶 劉曉剛 趙中瑋
肺纖維化是一種慢性、進(jìn)行性疾病,能使患者呼吸功能逐漸惡化,肺組織結(jié)構(gòu)破壞,肺泡損傷,成纖維細(xì)胞增殖、大量細(xì)胞外基質(zhì)沉積、肺組織修復(fù)、重塑,纖維結(jié)締組織異常增多的疾病。肺纖維化患者5年存活率只有20%[1]。簡單的說,就是肺臟組織逐漸發(fā)生纖維化,使得肺臟失去正常的呼吸功能,最終導(dǎo)致呼吸衰竭死亡,或有的死于肺栓塞或肺癌。
目前臨床上沒有很好的治療肺纖維化疾病的藥物,所以被稱為“不是癌癥的癌癥”。而現(xiàn)在最可靠的方法就是肺臟移植,但是供體太少,無法滿足臨床患者的需要。因此我們探索用中醫(yī)中藥——甘草來治療肺纖維化疾病,為這一領(lǐng)域開辟新的途徑。
中藥甘草,味甘性平,有祛痰止咳、補(bǔ)中益氣、清熱解毒、緩急止痛、調(diào)和藥性的作用,在中醫(yī)里面有“甘草解百毒”之說,根據(jù)這一理論依據(jù),我們選擇甘草作為研究對象,研究甘草在肺纖維化的表達(dá)中對PDGF以及TNF-α因子的影響,探索中藥甘草對肺臟纖維化的治療作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物與分組100只健康清潔級雄性SD大鼠,在實(shí)驗(yàn)1周前購于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)所,體質(zhì)量(180±20)g, 合格證號:scxk(甘2015-0001),隨機(jī)分為正常對照組(A組)、模型組(B 組)、甘草干預(yù)組(C組)和地塞米松組(D組),每組25只。
1.1.2 藥物博來霉素(1.25 ml/支,北京索萊寶科技有限公司生產(chǎn),批號:20200829)、地塞米松片(浙江仙琚制藥股份有限公司生產(chǎn),批號:171008)、 甘草流浸膏(500 ml/瓶,江西金芙蓉公司生產(chǎn),批號:20190201)。
1.1.3 試劑及儀器腫瘤壞死因子α(TNF-α)檢測試劑盒,武漢云克隆科技有限公司,批號:L181123449;血小板衍生生長因子A(PDGFA),武漢云克隆科技有限公司,批號:L181206525。酶標(biāo)儀采用上海安泰分析儀器有限公司生產(chǎn)的AT-858型自動酶標(biāo)分析儀。
1.2 動物模型的制備主要參考現(xiàn)有常用造模方法,選取腹腔注射博萊霉素,除正常對照組外,其余各組給予博來霉素6 mg/kg 每天腹腔注射,連續(xù)注射10 d。
1.3 給藥方法和途徑正常飲食,每周稱體質(zhì)量。A組、B組在造模后當(dāng)天開始每天灌胃生理鹽水;C組于造模前2 d開始每天灌胃甘草流浸膏15 mg/kg;D組于造模后當(dāng)天即開始每日灌胃地塞米松片0.5 mg/kg。A、B、C、D四組分別于造模后第3、7、14、28、42天隨機(jī)處死各5只。
1.4 標(biāo)本收集肺泡灌洗液的收集:將大鼠放血后,無菌條件下,固定大鼠,仰臥位,切開頸部暴露并分離氣管,打開胸腔,在環(huán)甲軟骨處切開一小口,將一直徑約1 mm的塑料管插入,推進(jìn)約1. 5 cm到左主支氣管,用線結(jié)扎固定。然后將右主支氣管結(jié)扎。對左側(cè)肺臟進(jìn)行肺泡灌洗,方法是將3 ml生理鹽水注入抽吸3次,每次抽與吸約1 min,算作一次灌洗,這樣反復(fù)抽吸灌洗5次,將總量約15 ml肺泡灌洗液 (回收率均>85%) 集于同一離心管中。經(jīng)雙層無菌紗布過濾后放至無菌離心管中進(jìn)行離心10 min,(4 ℃, 1000 r/min),取上清液5 ml,放入20 ℃冰箱保存準(zhǔn)備待測。
2.1 大鼠存活率在實(shí)驗(yàn)過程中,未出現(xiàn)大鼠死亡,存活率100%。
2.2 肺泡灌洗液PDGF含量A組中,大鼠肺泡灌洗液中PDGF水平在各時(shí)間段沒有明顯變化,B組在第3天開始升高,第14 d時(shí)達(dá)到高峰,高于A組(P<0.01),第28天呈下降趨勢,在第42天的水平仍高于A組(P<0.01)。經(jīng)地塞米松或甘草干預(yù)后,第3、7、14、28天時(shí)肺泡灌洗液中的PDGF的水平較B組明顯減低(P<0.05或P<0.01),但仍高于A組(P<0.05或P<0. 01)。結(jié)果見表1。
表1 各組各時(shí)間點(diǎn)大鼠肺泡灌洗液中PDGF水平比較 (只,
2.3 泡灌洗液中TNF-α含量A組中,大鼠肺泡灌洗液中TNF-α水平在各時(shí)間段沒有明顯變化,B組在第3天開始升高,第14天時(shí)達(dá)到高峰,高于A組(P<0.01),第28天呈下降趨勢,在第42天的水平仍高于A組(P<0.01)。經(jīng)甘草或地塞米松干預(yù)后,第3、7、4、28天時(shí)的水平較B組明顯減低(P<0.05或P<0.01),但仍高于A組(P<0.05或P<0. 01)。在后期,地塞米松或甘草對BALF中TNF-α水影響不明顯。見表2。
表2 各組時(shí)間點(diǎn)大鼠肺泡灌洗液中TNF-α水平 (只,
甘草,氣味微甜。有清熱解毒、祛痰止咳、補(bǔ)中益氣、緩急止痛,調(diào)和藥性的功效,在中醫(yī)理論中有甘草解百毒之說。如果將肺纖維化理解為中醫(yī)的“疫毒”造成的結(jié)果,那么用甘草來研究治療肺纖維化也符合這一理論。而現(xiàn)代藥理學(xué)研究甘草具有抗腫瘤、抗凝血、抗血栓、抗氧化、抗前列腺炎、抗病原微生物酶抑制作用[2]。楊豆等[3]研究還有抗癌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)作用,而對于肺臟纖維化的研究報(bào)道比較少。
肺纖維化發(fā)生的機(jī)制,目前沒有明確研究清楚,但根據(jù)最新研究進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)其發(fā)生發(fā)展的過程,與許多細(xì)胞因子有關(guān)。如TNF-α、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13等,TGF-β、PDGF等廣泛認(rèn)為參與了肺纖維化的發(fā)病機(jī)制[4]。
TNF-α可以通過促進(jìn)肺泡Ⅱ細(xì)胞的凋亡[5,6]抑制肺組織損傷修復(fù)過程。并且可以募集中性粒細(xì)胞,促進(jìn)炎癥反應(yīng)。因此,TNF-α在肺間質(zhì)纖維化發(fā)病機(jī)制中起重要作用。在博來霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型中,內(nèi)源性的TNF-α過量表達(dá)能促進(jìn)肺纖維化; TNF-α 是臨床檢驗(yàn)肺纖維化的一個(gè)重要指標(biāo)[7]。
PDGF是刺激細(xì)胞生長的主要致分裂原,對成纖維細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞有趨化作用,可刺激成纖維細(xì)胞增殖,參與肺纖維化形成過程[8-10]。
而PDGF, IL-17均與組織損傷、上皮損害、間質(zhì)細(xì)胞損傷、炎癥損傷關(guān)系密切。徐林等[11]發(fā)現(xiàn),人體中PDGF 與疾病的嚴(yán)重程度關(guān)系密切,值越低,提示病情輕微,轉(zhuǎn)歸容易。若PDGF 值越高,則病情越重,肺纖維化越嚴(yán)重。TNF-α和PDGF是導(dǎo)致肺纖維比較關(guān)鍵的細(xì)胞因子[12-14]??梢姡琓NF-α及PDGF在肺纖維化中有著重要的作用,因此很多研究者觀察纖維化時(shí)都把這兩個(gè)指標(biāo)作為肺纖維化研究的指標(biāo)。
本研究通過甘草對肺纖維化大鼠肺泡灌洗液干預(yù)的實(shí)驗(yàn),觀察到,生理狀態(tài)下,大鼠PDGF和TNF-α的表達(dá)在各個(gè)時(shí)間段上變化不大,造模后14天這兩個(gè)值含量都達(dá)到了峰值,以后逐漸降低,第42天降低更明顯,但仍然高于正常對照組。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,甘草在各時(shí)間點(diǎn)上均能夠有效降低肺泡灌洗液中PDGF和TNF-α的水平,對博萊霉素所誘導(dǎo)的大鼠肺纖維化具有防治作用,能抑制或延緩博萊霉素導(dǎo)致大鼠肺纖維化的發(fā)生和發(fā)展進(jìn)程,為以后肺纖維化疾病的防治提供了新的途徑。