氨茶碱对哮喘大鼠气道炎症及重塑影响的研究

摘要

目的:支气管哮喘(简称哮喘)是世界范围内严重威胁公众健康的一种主要慢性呼吸道炎症性疾病,全世界大约有1.5亿人患哮喘。我国儿童哮喘的患病率约为1％,有些地方可达3％以上,是致使儿童生活质量下降的主要疾病影响因素,且其患病率仍呈明显上升趋势。哮喘是支气管高反应状态下由变应原或其他因素引起的许多炎性细胞如嗜酸性粒细胞(eosinophil,EOS)、肥大细胞和淋巴细胞浸润的慢性气道炎症性疾病。气道含有的大量炎症细胞及炎症介质可以引起气道壁细胞及组成物质发生改变而导致重塑发生。糖皮质激素是防治哮喘最有效的抗炎药物,但其副作用较大,即使吸入疗法也会对人体产生不良影响。氨茶碱是目前治疗哮喘的主要药物之一,新的观点认为氨茶碱除扩张支气管平滑肌的作用外,还有抗炎作用。但其作用机制尚未完全明了。本课题通过实验研究观察氨茶碱对哮喘大鼠气道炎症的影响及改善气道重塑的作用,并通过观察哮喘大鼠体内白细胞介素-25(interleukin-25,IL-25)、白细胞介素-12(interleukin-12,IL-12)、核转录因子-κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)的变化,进一步探讨氨茶碱治疗哮喘的作用机制。
　　 方法:取30只Wistar雄性大鼠,8～12周龄,体重(160±20)g,随机分成正常对照组、哮喘模型组、氨茶碱治疗组各10只。哮喘模型组和氨茶碱治疗组于第1天、第8天和第15天每只大鼠腹腔注射含100mg卵蛋白(Ovalbumin,OVA)和100mg氢氧化铝的生理盐水1ml致敏,正常对照组用等量的生理盐水进行致敏。哮喘模型组于第22天开始将大鼠放入自制的不完全封闭的有机玻璃箱内,用空气压缩泵喷入1％OVA溶液激发,每天1次,激发20分钟,连续1周;氨茶碱治疗组在每次卵蛋白激发前30分钟给予氨茶碱60mg/kg腹腔注射;正常对照组给予生理盐水激发。各组于末次诱发哮喘后24小时内用10％水合氯醛3.5ml/kg腹腔注射麻醉,分离右侧股动脉,自根部剪断留取血标本,酶联免疫法测定血清中IL-12,IL-25的水平;分离大鼠气管,结扎左肺,自气管内缓慢向右肺组织灌入4％多聚甲醛至右肺膨胀,然后结扎右支气管,置同一固定液固定,取右肺中叶组织,常规石蜡包埋、切片,取石蜡组织切片检测大鼠肺组织内NF-κB、MMP-9的表达。
　　 结果:
　　 1哮喘模型组大鼠被激发后的行为学改变
　　 哮喘模型组大鼠在吸入OVA后不久即出现躁动不安,搔抓颜面皮毛等过敏症状,继而大鼠俯伏不动,出现呼吸急促,呼吸困难(明显的腹式呼吸),部分大鼠可闻及响亮的呼气相喘鸣音,口鼻流出粘液,严重者可出现呼吸不规则,反复激发后大鼠毛色失去光泽,精神不振和反应迟钝。
　　 2肺组织病理特点
　　 正常对照组气道上皮细胞结构正常,黏膜及黏膜下无明显炎性细胞浸润(Fig.1-1)。哮喘模型组大鼠细支气管痉挛、收缩呈菊花状,管腔内有分泌物,细支气管、小血管周围见明显炎性细胞浸润,以EOS、淋巴细胞为主,亦见中性粒细胞;肺泡间隔增宽,有纤维化,大量淋巴细胞、巨噬细胞浸润(Fig.1-2)。氨茶碱治疗组大鼠细支气管无明显痉挛、收缩,管腔内无分泌物,管壁周围炎性细胞浸润明显减少,肺泡壁间隔病变明显改善(Fig.1-3)。
　　 3氨茶碱对哮喘大鼠血清中IL-12、IL-25浓度的影响
　　 哮喘模型组血清中IL-12的浓度低于正常对照组(P＜0.01)和氨茶碱治疗组(P＜0.01);氨茶碱治疗组血清中IL-12的浓度低于正常对照组(P＜0.01,Table1)。哮喘模型组血清中IL-25的浓度高于正常对照组(P＜0.01)和氨茶碱治疗组(P＜0.01);氨茶碱治疗组血清中IL-25的浓度高于正常对照组(P＜0.01,Table1)。
　　 4氨茶碱对哮喘大鼠肺组织内NF-κB、MMP-9表达的影响
　　 哮喘模型组肺组织内NF-κB的表达高于正常对照组(P＜0.01)和氨茶碱治疗组(P＜0.01);氨茶碱治疗组肺组织内NF-κB的表达高于正常对照组(P＜0.01,Table2)。哮喘模型组肺组织内MMP-9的表达高于正常对照组(P＜0.01)和氨茶碱治疗组(P＜0.01);氨茶碱治疗组肺组织内MMP-9的表达高于正常对照组(P＜0.01,Table2)。
　　 5相关与回归分析检验结果
　　 经Pearson直线相关与logistic回归分析检测,血清IL-12与IL-25水平两者之间呈显著负相关关系(r=-0.767,P＜0.01),回归方程:Y=70.066-1.237X(F=40.116,P＜0.01,Fig.3)。肺组织内NF-κB与血清IL-12水平两者之间呈显著负相关关系(r=-0.672,P＜0.01),回归方程:Y=38.051-33.73X(F=23.018,P＜0.01,Fig.4)。肺组织内NF-κB与血清IL-25水平两者之间呈显著正相关关系(r=:0.795,P＜0.01),回归方程:Y=17.249+64.371X(F=48.238,P＜0.01,Fig.5)。肺组织内NF-κB与MMP-9水平两者之间呈显著正相关关系(r=0.881,P＜0.01),回归方程:Y=0.093+0.521X(F=91.317,P＜0.01,Fig.6)。
　　 结论:
　　 1哮喘大鼠体内Th1反应减弱,Th2反应增强,支持哮喘发病中存在Th1/Th2比值失衡学说。氨茶碱具有调节Th1/Th2失衡的作用。
　　 2氨茶碱可明显抑制哮喘大鼠肺组织中NF-κB及血清中IL-25的水平,有效改善哮喘大鼠气道炎症状况。
　　 3氨茶碱可能通过降低肺组织中NF-κB、MMP-9的含量,起到改善气道重塑的作用。
　　 4 NF-κB在哮喘发病中起着核心作用,对其通路的抑制可能有效改善哮喘的发生与发展,为治疗哮喘提供了新的方向。

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材料与方法

结果

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讨论

结论

参考文献

综述 核转录因子-κB与支气管哮喘的研究进展

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