陳素雯,魏嘉寶,邱思娃,李苑新,蔡延渠,吳燕紅
(1.廣東藥科大學(xué)新藥研發(fā)中心,廣東廣州510006;2.高州中醫(yī)院藥學(xué)部,廣東高州525200)
龍脷葉是嶺南民間傳統(tǒng)常用止咳平喘中藥,始載于《嶺南采藥錄》,其中所記載的龍脷葉“治痰火咳嗽,以其葉煮豬肉湯食之”[1]。臨床上龍脷葉常用于治療“支氣管炎、支氣管哮喘、肺結(jié)核咳嗽”等呼吸道疾病[2-3],近年來,對龍脷葉的藥理研究報(bào)道主要涉及抗炎及止咳作用,對平喘作用的研究較少。本研究采用大鼠哮喘模型,觀察龍脷葉水提取物對哮喘大鼠支氣管及肺組織的病理學(xué)及血清中IL?5、TXB2和6?Keto?PGF1α的影響,初步探討龍利葉平喘的作用機(jī)制。
SPF級SD大鼠40只,雌雄各半,體質(zhì)量140~160 g,購自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心,生產(chǎn)許可證號:SCXK(粵)2018?0002,飼養(yǎng)于廣東藥科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心,使用許可證號:SYXK(粵)2017?0125。
龍脷葉水提取物制備:龍脷葉(批號180801,符合2015年版《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn),廣東時珍制藥有限公司),剪碎,大小約為2 cm×2 cm,加10倍量水煎煮1 h,煎煮2次,醫(yī)用棉花過濾,合并濾液,濃縮至每毫升相當(dāng)于生藥量1 g(1 g/mL)。地塞米松注射液(2 mg/mL,批號1704292,江蘇漣水制藥有限公司);0.9%NaCl注射液(批號H18060814,山東華魯制藥有限公司);烏拉坦(批號Z30S9Y71673,上海源葉生物科技有限公司)。
卵清白蛋白(OVA)(批號1031K051,北京Solar?bio公司);氫氧化鋁凝膠(批號O1004A,大連美侖生物技術(shù)有限公司);IL?5和TXB2 ELISA試劑盒(批號分別為:L190109529、L181211238,武漢優(yōu)爾生生命科學(xué)裝備有限公司);6?Keto?PGF1αELISA試劑盒(批號:TY3CXHLYC6,武漢伊萊瑞特生物科技有限公司);無水乙醇、二甲苯、鹽酸、氨水、中性樹膠(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);蘇木素?伊紅染液(G1005,武漢谷歌生物科技有限公司)。
霧化箱(自制,30 cm×19 cm×17 cm);WH?802超聲波霧化器(廣東粵華醫(yī)療器械廠有限公司);Neo?fuge 15R臺式高速冷凍離心機(jī)(力康生物醫(yī)療科技控股有限公司);MX?F渦旋混合器(武漢塞維爾生物科技有限公司);DW?86L626超低溫冰箱(青島海爾生物醫(yī)療股份有限公司);RT3100自動洗板機(jī)(雷杜生命科學(xué)股份有限公司);Epoch酶標(biāo)檢測儀(美國伯騰儀器有限公司);JJ?12J脫水機(jī)(武漢俊杰電子有限公司);JB?P5包埋機(jī)(武漢俊杰電子有限公司);RM2016病理切片機(jī)(上海徠卡儀器有限公司);JB?L5凍臺(武漢俊杰電子有限公司);KD?P組織攤片機(jī)(浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限公司);Nikon Eclipse CI正置光學(xué)顯微鏡(Nikon Corporation);Nikon DS?U3成像系統(tǒng)(Nikon Corporation)。
40只大鼠隨機(jī)分為正常組(N組)、模型組(Mo組)、龍脷葉水提取物高劑量組(H組)、龍脷葉水提取物低劑量組(L組)、地塞米松組(De組),每組8只(雌性4只,雄性4只,分組分性別分籠飼養(yǎng)),實(shí)驗(yàn)前適應(yīng)性喂養(yǎng)1周。
參考文獻(xiàn)[4?5]制備大鼠哮喘模型:除正常組外,其余各組于實(shí)驗(yàn)第1天腹腔注射含OVA 100 mg與100 mg氫氧化鋁凝膠的生理鹽水混懸液1 mL,致敏大鼠,正常組以生理鹽水代替OVA腹腔注射,第15天開始將大鼠置于自制的透明密閉霧化箱,以2%OVA生理鹽水溶液最大量超聲霧化吸入激發(fā),每次30 min,連續(xù)激發(fā)14 d,正常組以生理鹽水代替OVA超聲霧化吸入。除正常組外大鼠腹腔注射OVA后即出現(xiàn)精神萎靡、拱背蜷縮等表現(xiàn)。在霧化激發(fā)后前5~10 min出現(xiàn)躁動不安、搔抓鼻子皮毛等癥狀,10 min后活動明顯減少、毛發(fā)豎立、俯臥不動、伸頸等表現(xiàn)為模型建立成功。
從第15天起于每次激發(fā)前1 h灌胃給藥,N組與Mo組灌服注射用生理鹽水1 mL/100 g;De組灌服地塞米松注射液0.5 mg/kg;根據(jù)《中國藥典》規(guī)定用量9~15 g,按徐叔云教授主編的《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》中不同實(shí)驗(yàn)動物與人的等效劑量比值來計(jì)算實(shí)驗(yàn)用藥劑量,即H、L組灌服龍脷葉水提取物劑量分別為5.4 g/kg與1.35 g/kg;每天1次,連續(xù)14 d。
2.4.1 血清樣本采集 末次給藥霧化吸入OVA激發(fā)哮喘后24 h內(nèi),各組大鼠分別給予20%的烏拉坦生理鹽水溶液(劑量0.8 g/kg)腹腔注射麻醉,眼眶內(nèi)靜脈取血3~5 mL,3 500 r/min離心15 min,吸取血清,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
2.4.2 肺組織樣本采集 大鼠取血后迅速剖取肺臟。取左側(cè)肺臟組織固定于4%(φ)多聚甲醛24 h以上。
2.5.1 肺組織病理學(xué)觀察 將固定后的組織逐級酒精脫水、包埋、切片,HE染色法,封片后在光學(xué)顯微鏡下觀察支氣管與肺組織的病理變化,比較各組大鼠支氣管與肺組織病理學(xué)變化。
2.5.2 血清IL?5、TXB2和6?Keto?PGF1α含量檢測 將保存于-80℃血清進(jìn)行解凍處理,按ELISA試劑盒操作說明進(jìn)行IL?5、TXB2和6?Keto?PGF1α檢測。
2.5.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。兩組樣本間比較采用t檢驗(yàn),P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
肺組織HE染色結(jié)果顯示,N組:支氣管上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,排列緊密(A),局部可見細(xì)支氣管(B)管腔內(nèi)有少量脫落的上皮細(xì)胞(黑色箭頭)及少量嗜酸性黏液分泌(黃色箭頭);組織中可見較多肺泡壁輕度增厚,并伴有少量淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞浸潤(C)(紅色箭頭)。如圖1。
Mo組:多見支氣管管腔內(nèi)有少量脫落的上皮細(xì)胞(A)(黑色箭頭)及少量嗜酸性黏液分泌(黃色箭頭),局部支氣管管腔內(nèi)可見較多紅細(xì)胞(藍(lán)色箭頭);多見血管周圍有較多炎性細(xì)胞浸潤成環(huán),形成血管套袖(紅色箭頭);多見支氣管、血管周圍與肺泡組織內(nèi)有較多巨噬細(xì)胞浸潤(B)(綠色箭頭),多見肺泡壁增厚,并伴有較多炎性細(xì)胞浸潤(C)(紅色箭頭)。如圖2。
De組:支氣管上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,排列緊密(A),局部細(xì)支氣管管腔內(nèi)有少量嗜酸性黏液分泌(黑色箭頭),局部管腔內(nèi)可見少量脫落的上皮細(xì)胞(黃色箭頭)及少量紅細(xì)胞(藍(lán)色箭頭);血管周圍“套袖”樣炎性浸潤消失,多見支氣管與血管周圍肺泡腔中有較多巨噬細(xì)胞浸潤(紅色箭頭);多見肺泡壁增厚,伴有較多淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞浸潤(綠色箭頭)。如圖3。
H組:局部可見支氣管管腔內(nèi)有少量脫落的上皮細(xì)胞(黑色箭頭)及少量嗜酸性黏液分泌(黃色箭頭),局部支氣管管腔內(nèi)可見少量紅細(xì)胞;血管周圍“套袖”樣炎性浸潤明顯減少或消失,局部可見血管或氣管周圍肺泡腔中有較多巨噬細(xì)胞浸潤(藍(lán)色箭頭);多見肺泡壁增厚,局部有較多炎性細(xì)胞浸潤(紅色箭頭)。如圖4。
L組:局部可見支氣管管腔內(nèi)有少量脫落的上皮細(xì)胞(黑色箭頭)及少量嗜酸性黏液分泌(黃色箭頭);血管周圍“套袖”樣炎性浸潤明顯減少或消失,局部可見血管或氣管周圍肺泡腔中有較多巨噬細(xì)胞浸潤(綠色箭頭);組織中可見大量肺泡壁增厚,并伴有較多淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞浸潤(紅色箭頭);局部可見肺泡腔內(nèi)有少量嗜酸性物質(zhì)(藍(lán)色箭頭)。如圖5。
圖1 正常對照組肺組織染色結(jié)果(200×)Figure 1 Histopathology of lung tissues in the normal group(200×)
觀察圖1~圖5中各實(shí)驗(yàn)組的肺組織染色結(jié)果可知,與N組相比,M組支氣管管腔內(nèi)有部分上皮細(xì)胞脫落,支氣管、血管周圍和肺泡組織炎性細(xì)胞明顯增多,且在血管周圍形成明顯的“套袖”環(huán),哮喘病變樣改變明顯,表明實(shí)驗(yàn)造模成功。與M組相比,De、H、L組中巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞均有明顯減少,血管周圍“套袖”樣炎性浸潤明顯減少或消失,表明治療組能有效改善哮喘大鼠的肺組織和支氣管病變。
圖2 哮喘模型組肺組織染色結(jié)果(200×)Figure 2 Histopathology of lung tissues in the model group(200×)
圖3 地塞米松組肺組織染色結(jié)果(200×)Figure 3 Histopathology of lung tissues in the dexamethasone group(200×)
圖4 龍脷葉高劑量組肺組織染色結(jié)果(200×)Figure 4 Histopathology of lung tissues in the high dose of Sauropus spatulifolius group(200×)
與正常組比較,模型組IL?5和TXB2濃度水平顯著升高(P<0.01),而6?Keto?PGF1α濃度水平顯著降低(P<0.01),TXB2/6?Keto?PGF1α比值顯著升高(P<0.01);地塞米松組、龍脷葉水提取物高劑量、低劑量組分別與模型組相比,IL?5和TXB2濃度水平顯著降低(P<0.01),而6?Keto?PGF1α濃度水平顯著升高(P<0.01,P<0.05);TXB2/6?Keto?PGF1α比值顯著降低(P<0.01)。見表1。
圖5 龍脷葉低劑量組肺組織染色結(jié)果(200×)Figure 5 Histopathology of lung tissues in the low dose of Sauropusspatulifolius group(200×)
表1 各組大鼠血清中炎性因子水平比較Table 1 Comparison of inflammatory factors in serum of rats in each group(x±s,n=8)
哮喘是呼吸道常見疾病,通常認(rèn)為哮喘是由多種細(xì)胞特別是肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞參與的慢性氣道炎癥。IL?5是由活化的Th2細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子,可刺激嗜酸性粒細(xì)胞生長和分化,主要表現(xiàn)為對嗜酸性粒細(xì)胞(EOS)募集、遷移入呼吸道并維持炎癥反應(yīng)具有正向調(diào)控作用,嗜酸性粒細(xì)胞浸潤和IL?5表達(dá)水平增高是哮喘支氣管黏膜的特征性改變[6]。研究表明,IL?5是哮喘炎癥中的主要調(diào)節(jié)因子[7?8]。
血栓素A2(TXA2)和前列腺素I2(PGI2)的比例失衡在哮喘發(fā)病中的作用,已越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注[9?10]。TXA2可促使血小板聚集,氣道平滑肌收縮,還可促使氣道分泌物增多,血管滲透性增高,從而加重氣道的炎癥反應(yīng),而PGI2的作用幾乎與TXA2的作用相反。因此,TXA2增高或PGI2下調(diào),致TXA2/PGI2比例失衡或增高引起支氣管平滑肌收縮而導(dǎo)致哮喘[11?13]。TXA2和PGI2在體內(nèi)水解為活性很小但更穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物TXB2和6?ket?PGF1α,常 以TXB2和6?ket?PGF1α作 為 觀 察TXA2和PGI2活性的標(biāo)志物。因此,血清TXB2和6?ket?PGF1α水平可作為衡量TXA2和PGI2平衡的標(biāo)志物[14?16]。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示龍脷葉提取物能降低哮喘大鼠血清中IL?5、TXB2濃度水平和TXB2/6?ket?PGF1α比值,顯著升高6?keto?PGF1α濃度水平,提示龍脷葉水提取物可能通過降低炎性細(xì)胞濃度水平從而減輕哮喘模型大鼠肺組織與氣管的炎性病理改變,促進(jìn)哮喘大鼠肺功能的恢復(fù)。但在治療組(地塞米松組、龍脷葉提取物高劑量、低劑量組)的病理切片中氣管與肺泡組織周圍仍可觀察到較多的巨噬細(xì)胞與炎性細(xì)胞,這種情況有待進(jìn)一步探討。后續(xù)可進(jìn)行更深入的血清化學(xué)研究,結(jié)合高效液相法和質(zhì)譜分析法檢測鑒定有效成分,將有助于闡明其發(fā)揮哮喘作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。