李保君,王 園,張亞軍
(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué) 中醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110)
支氣管哮喘是一種慢性呼吸道非傳染性疾病,在各個(gè)年齡段的人群中多發(fā),嚴(yán)重影響生活質(zhì)量,給社會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),探索哮喘的預(yù)防方法并及時(shí)控制或緩解哮喘病情是當(dāng)務(wù)之急。眾所周知,哮喘是由多種炎癥性細(xì)胞、炎癥性介質(zhì)和炎癥性細(xì)胞因子互相協(xié)同作用的結(jié)果,氣道炎癥是哮喘最基本的發(fā)病特征之一[1-2]。目前治療支氣管哮喘的方法很多,一般采用抑制半胱氨酰白三烯(CysLTs)受體來阻斷CysLTs的炎癥通路,治療效果較好[3]。
中醫(yī)認(rèn)為“久病必瘀血”,哮喘的發(fā)病機(jī)制是由于哮喘的反復(fù)發(fā)作,引起肺氣虛,造成氣虛無力推血,最后形成氣虛血瘀,故哮喘的防治要痰瘀同治,活血化瘀藥物是不二之選。其中,穿山龍具有抗炎、調(diào)節(jié)免疫、鎮(zhèn)咳祛痰等作用,臨床上常用來治療哮喘。穿山龍是薯蕷科薯蕷屬植物穿龍薯蕷的根莖,主要含有薯蕷皂苷、薯蕷皂苷元、25-△-螺旋甾-3,5-二烯、纖細(xì)薯蕷皂苷、穗菝葜甾苷、25-D-螺甾-3,5-二烯及對羥基芐基酒石酸等有效物質(zhì)[4]。一般認(rèn)為,穿山龍可通過降低炎癥通路上的主要炎癥因子從而發(fā)揮治療哮喘的作用,不過這種作用目前仍缺少客觀的實(shí)驗(yàn)依據(jù),本研究將通過大鼠實(shí)驗(yàn)探討穿山龍治療哮喘的作用機(jī)制。
健康SD雌性大鼠50只,體質(zhì)量(200±20)g,生產(chǎn)批號:SAXK(蒙)2019-0015,購于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。按標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)條件飼養(yǎng):給予標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)小鼠飼料,每天保證光照時(shí)間達(dá)12 h,關(guān)燈時(shí)間12 h,室溫一般控制在25 ℃ 左右,室內(nèi)相對濕度一般控制在50%~70%。確保所有大鼠能自行進(jìn)食、飲水,在標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)環(huán)境中喂養(yǎng)1周后開始造模[5]。
穿山龍制劑:飲片煎煮、濃縮、凍干制成穿山龍凍干粉。孟魯司特鈉片由杭州默沙東制藥有限公司提供。
主要試劑:氫氧化鋁,卵蛋白,戊巴比妥鈉,多聚甲醛溶液,蘇木素-伊紅(HE)染液,PBS磷酸鹽緩沖液,三氯甲烷,引物等。主要儀器:勻漿儀,熒光定量PCR儀,自動(dòng)組織脫水機(jī),光學(xué)顯微鏡等。
2.4.1 分組方法 經(jīng)適應(yīng)性喂養(yǎng)后,隨機(jī)把大鼠分成5組,每組10只,分別是正常組、哮喘哮喘模型組、孟魯司特鈉組、穿山龍組、穿山龍合孟魯司特鈉組,進(jìn)行分籠喂養(yǎng)。
2.4.2 哮喘模型制作 根據(jù)PALMANS[6]所用方法復(fù)制哮喘模型,該方法分為兩個(gè)階段:第一階段是基礎(chǔ)致敏,采用腹腔注射卵清蛋白;第二階段是激發(fā)致敏,采用霧化吸入。除正常組,其余4組都進(jìn)行以下操作:實(shí)驗(yàn)第1天,取配置好的卵蛋白氫氧化鋁溶液1 mL腹腔注射(10 mg的卵蛋白與200 mg的氫氧化鋁混合),進(jìn)行基礎(chǔ)致敏;實(shí)驗(yàn)第8天,重復(fù)第一天的操作以加強(qiáng)致敏;實(shí)驗(yàn)第15天開始,進(jìn)行激發(fā)致敏,采用2%卵蛋白生理鹽水溶液進(jìn)行每日一次的霧化,每次霧化30 min,連續(xù)進(jìn)行20 d。正常組在實(shí)驗(yàn)第1天、第8天,給予腹腔注射生理鹽水,第15天開始給予生理鹽水霧化,給藥:每天霧化前2 h,各治療組予以對應(yīng)藥物進(jìn)行灌胃治療,正常組和哮喘模型組則將蒸餾水代替藥物,連續(xù)灌胃20 d。除正常組外,所有大鼠在行為學(xué)觀察中出現(xiàn)了氣促、抓鼻子、點(diǎn)頭、喜歡蜷縮、腹部可見痙攣甚至出現(xiàn)走路不穩(wěn)等癥狀,說明大鼠哮喘模型制作成功。
2.4.3 標(biāo)本采集 (1)血清:灌胃及霧化20 d結(jié)束后,配置2%戊巴比妥鈉麻醉劑麻醉各組大鼠,取5 mL的腹主動(dòng)脈血于采血管中,靜置30 min離心后保存血清,用于檢測各組IL-5、CysLTs的情況。(2)肺葉:采完血后迅速摘取兩肺,用生理鹽水清洗干凈,一側(cè)肺組織固定于提前配置好的4%多聚甲醛溶液中,顯微鏡下觀察病理情況;將另一側(cè)的肺組織保存在-80 ℃ 的冰箱中,測定肺葉中CysLTR1mRNA、Eot-3 mRNA的表達(dá)水平。
2.4.4 肺組織切片制作 (1)脫水:依次放置以下濃度梯度的乙醇進(jìn)行脫水:70%→80%→90%→95%→100%→100%各1 h[7]。(2)透明:脫完水的肺組織置于二甲苯中約10 min,可以看出肺組織顏色變?yōu)橥该鳌?(3)包埋:用溶化的石蠟將肺組織包埋于包埋盒中。 (4)切片:用切片機(jī)將組織切成厚度為4 μm的切片。(5)貼片:將切好的片加熱熨燙后,粘到載玻片上并烘干水分,溫度控制在45 ℃左右。(6)染色:脫蠟(二甲苯I 、II 各10 min)→水化(100%→100%→95%→90%→80%→70%乙醇各1 min,清水洗3 min)→蘇木精染色5 min→流水沖2 min→1%鹽酸乙醇分化液20 s→流水沖 5 min(變藍(lán))→蒸餾水洗 1 min→伊紅染色3 min→流水沖30 s→脫水(80%、90%、95%、100% 乙醇各2 min)→透明(二甲苯I 、II 、Ⅲ各2 min)。(7)封片:使用中性樹膠進(jìn)行固定封片,最好標(biāo)記,自然晾干。
2.4.5 血清中IL-5、CysLTs的檢測 按照試劑盒上的說明進(jìn)行操作,所有流程包括:(1)稀釋→(2)加樣→(3)加酶→(4)溫育→(5)配液→(6)洗滌→(7)顯色→(7)終止反應(yīng)→(9)測定。
2.4.6 肺組織中CysLTR1和Eot-3的mRNA表達(dá)水平檢測 (1)提取肺組織總RNA:勻漿管中加入Trizol Reagent預(yù)冷→放入100 mg肺組織→研磨→離心→加入250 mL三氯甲烷→靜置3 min→離心→取上清新的EP管→加入異丙醇→混勻→-20 ℃環(huán)境靜置15 min →離心→倒掉上清→75%乙醇1.5 mL洗滌沉淀→離心→超凈臺上吹3 min→加入無RNA酶的水稀釋RNA→干燥RNA至乙醇完全揮發(fā)→加入DNase水溶解沉淀→OD值測定。(2)反轉(zhuǎn)錄:PCR管中加入10mLRNA→加入1 mL Oligo dT Primer →加入無核糖核酸酶的去離子水→PCR儀上65 ℃保溫5 min→冰上冷卻5 min→置于RNase PCR管中→加入4 mL 的5X Reaction Buffer、1 mL的Ribolock RNase Inhibitor、1 mL的ReverAid M-Mulv RT、2 mL的10mM dNTP Mix混合后放入65 ℃水浴中 →冰上冷卻5 min。(3)實(shí)時(shí)定量PCR。
正常組大鼠從實(shí)驗(yàn)第1天到實(shí)驗(yàn)最后1天一般情況良好,活動(dòng)自由,精神狀態(tài)良好,毛發(fā)發(fā)亮,飲食正常,口咽、鼻腔無分泌物,無氣促、打噴嚏。哮喘模型組和其余各治療組大鼠均在第7天開始出現(xiàn)精神狀態(tài)較正常組差,到實(shí)驗(yàn)第14天,精神狀態(tài)差更為明顯。霧化激發(fā)后可見呼吸急促、抓鼻子、動(dòng)作不靈活、腹部出現(xiàn)痙攣、喜歡蜷縮、皮毛不光滑等,明顯較正常組差,隨著癥狀的加重,飲食的攝入量也隨之減少。哮喘模型組在造模前和取材時(shí)體重減輕,正常組增加,體重變化有顯著差異。3個(gè)治療組進(jìn)行20天的給藥治療后,癥狀較哮喘模型組來說有明顯改善[8]。各組大鼠體質(zhì)量變化:正常組和3個(gè)治療組大鼠前后體質(zhì)量變化都比哮喘模型組的變化明顯(P<0.05),其中穿山龍合孟魯司特鈉組的體質(zhì)量變化最為明顯。表1。
表1 各組體質(zhì)量前后變化情況
正常組:偶見少量的嗜酸性粒細(xì)胞圍繞在氣道和血管周圍,支氣管腔光滑,氣道黏膜不可見,上皮結(jié)構(gòu)完整,肺泡無異常。見圖1。
圖1 正常組
哮喘模型組:不僅在血管周圍的組織中可見大量炎性細(xì)胞,在環(huán)繞肺泡壁周圍也可見明顯的炎性細(xì)胞;而且氣道周圍的血管有明顯的擴(kuò)張充血情況,支氣管和細(xì)支氣管的管腔較為狹窄,有明顯的上皮細(xì)胞增生,可見增厚的平滑肌,肺間質(zhì)充血水腫明顯,見圖2。
圖2 哮喘哮喘模型組 100×
其余3組:經(jīng)治療,肺泡內(nèi)炎性細(xì)胞明顯少于哮喘模型組,可見輕微的支氣管黏膜水腫,支氣管壁內(nèi)外的炎性細(xì)胞情況明顯比哮喘模型組好轉(zhuǎn),其中穿山龍合孟魯斯特鈉組大鼠肺組織病理表現(xiàn)更接近正常組。見圖3、圖4、圖5。
圖3 穿山龍組
圖4 孟魯司特鈉組
圖5 穿山龍合孟魯司特鈉組
哮喘模型組血清中的IL-5、CysLTs水平相較正常組而言,明顯增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);3個(gè)治療組的血清中IL-5、CysLTs水平較哮喘模型明顯降低 (P<0.05);穿山龍合孟魯司特鈉組的相應(yīng)指標(biāo)水平比孟魯司特鈉組明顯降低(P<0.05),穿山龍組和孟魯司特鈉組中的IL-5水平無明顯差異(P>0.05);而穿山龍組和孟魯司特鈉組中的CysLTs水平比較,穿山龍組明顯低于孟魯司特鈉組(P<0.05),說明穿山龍降低IL-5水平的效果與孟魯司特鈉相當(dāng),但降低CysLTs水平的效果雖然不及孟魯司特鈉,但與孟魯司特鈉合用可以增強(qiáng)孟魯司特鈉的效果。見表2。
表2 各組血清中IL-5、CysLTs水平測定
3.4.1 Eot-3mRNA表達(dá)水平 哮喘模型組的Eot-3mRNA表達(dá)水平與正常組相比,有明顯升高(P<0.05);3個(gè)治療組中的Eot-3mRNA表達(dá)水平相對于哮喘模型組來說,明顯降低,(P<0.05);穿山龍合孟魯司特鈉組的Eot-3mRNA表達(dá)水平明顯低于孟魯司特鈉組(P<0.05),說明穿山龍可降低哮喘大鼠Eot-3mRNA的表達(dá)水平,并且與孟魯司特鈉合用,效果更好。見表3。
表3 各組Eot-3mRNA表達(dá)水平檢測
3.4.2 CysLTR1mRNA表達(dá)水平 正常組中CysLTR1mRNA表達(dá)水平與哮喘模型組相比明顯降低(P<0.05);3個(gè)治療組的CysLTR1mRNA表達(dá)水平低于哮喘模型組(P<0.05);孟魯司特鈉組的水平明顯低于穿山龍組(P<0.05);與孟魯司特鈉組比較,穿山龍合孟魯司特鈉組的水平較低 (P<0.05),說明穿山龍可降低哮喘大鼠CysLTR1mRNA的表達(dá)水平,并且可增加孟魯司特鈉的效果。見表4。
表4 各組CysLTR1mRNA表達(dá)水平檢測
氣道的慢性炎癥是哮喘發(fā)病的根本,也就是說,無論是什么程度或類型的哮喘,氣道的基本病理離不開炎癥,炎癥是引起哮喘氣道高反應(yīng)、造成氣道的通氣障礙并引發(fā)臨床癥狀的關(guān)鍵因素[9]。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,穿山龍不僅能促使嗜酸性粒細(xì)胞(Eos)凋亡,而且可調(diào)節(jié)Th1/Th2的平衡,從而消除氣道炎癥[10-12]。本實(shí)驗(yàn)通過對中藥穿山龍與西藥孟魯司特鈉作對比,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)穿山龍可改善哮喘大鼠肺組織病理學(xué)狀態(tài),減輕氣道中炎性細(xì)胞的浸潤程度,通過對血清中IL-5、CysLTs的檢測,發(fā)現(xiàn)穿山龍可在不同程度上降低IL-5、CysLTs水平,雖然穿山龍降低CysLTs水平的能力與孟魯司特鈉有明顯差距,但是穿山龍與孟魯司特鈉合用,效果顯著;并且二者合用還能降低哮喘大鼠肺組織中的CysLTR1mRNA、Eot-3mRNA表達(dá)水平,顯示穿山龍能增強(qiáng)白孟魯司特鈉的抗炎抗喘作用。