全反视黄酸对哮喘大鼠气道炎症和气道重塑影响的研究

摘要

目的： 在大鼠慢性支气管哮喘模型上观察基质金属蛋白酶-9(matrixmetalloproteinas-9，MMP-9)在大鼠肺组织和血清中的表达、气道高反应性以及气道重塑等病理改变来探讨MMP-9在哮喘气道重塑中的作用。同时观察全反视黄酸(all-trans retinoic acid，ATRA)干预处理后哮喘大鼠肺组织和血清MMP-9表达、病理、气道高反应性的变化，试图揭示全反视黄酸对哮喘气道炎症、气道高反应性(aiway hyperresponsiveness，AHR)和气道重塑的影响及其可能的机制。 方法： 取4周龄雄性成年SD大鼠(4周龄，体重200±20g)40只，分为五组：模型组、盐水组、ATRA组、棉籽油(cotton seed oil，CO)组和布地奈德(budesonide，BUD)组，除盐水组以外的其余四组大鼠第一天腹腔注射含10％氢氧化铝、灭活百日咳杆菌的10％卵清蛋白(ovalbumin，OVA)混和液1ml致敏。2周后再以OVA进行激发，2％OVA泵雾化吸入，10分钟/次，每周3次，激发时间为6周，构建大鼠慢性哮喘模型，盐水组致敏激发均以生理盐水代替。在ATRA和CO组中，每次激发前分别用全反视黄酸(溶解于棉籽油)、棉籽油腹腔注射。BUD组每次激发前BUD泵雾化吸入。末次激发24小时内麻醉动物，气管插管后行气道高反应性检测，下腔静脉采血后处死大鼠，取肺组织，用免疫组化方法测定肺组织MMP-9的表达、ELISA方法测定血清MMP-9的含量，结合肺组织病理学的HE染色、Masson三色染色和AB-PAS染色检测，分析气道炎症和气道重塑情况。 结果： 1.大鼠慢性哮喘模型的建立：①与盐水组相比，模型组大鼠逐渐出现烦躁不安、挠鼻、呼吸急促、点头状呼吸、发绀、活动进食减少或俯卧不动、出现竖毛、毛发失去光泽甚至脱毛、反应迟滞等哮喘样表现。②模型组大鼠激发6周后，动物气道高反应性测定显示气道反应性增高，与盐水组比较差异有统计学意义(P<0.05)。③肺组织病理显示：气道周围明显的炎症改变和气道平滑肌增生、胶原沉积、杯状细胞增多等气道重塑的变化。 2.气道高反应性测定：各组大鼠用盐酸组胺激发，组胺浓度≥0.04μg/ml时，在同一浓度组胺激发下，ATRA组气道阻力明显低于模型组和CO组(P均<0.05)，与盐水组及BUD组比较无统计学差异(P均>0.05)。模型组与CO组比较无统计学差异(P>0.05)。 3.病理组织学：ATRA组支气管周围炎性细胞浸润程度和支气管壁周围嗜酸性细胞(eosinophils，EOS)浸润均较模型组明显降低(P<0.05)，与BUD组比较无统计学差异(P>0.05)；各组气道平滑肌面积、杯状细胞占上皮细胞百分比和胶原沉积三项标准，ATRA组与模型组比较，差异有统计学意义(P<0.05)，与BUD组比较无统计学差异(P>0.05)。ATRA组肿组织MMP-9蛋白的表达明显低于模型组(P<0.05)；ATRA组与BUD组比较无统计学差异(P>0.05)。 4.ATRA组血清MMP-9的量较模型组显著减少(P<0.05)，与BUD组比较无统计学差异(P>0.05)。 5.气道炎症与气道阻力成正相关(r=0.833，P<0.01)；肺组织MMP-9蛋白表达与气道胶原沉积成正相关(r=0.912，P<0.01)；血清MMP-9蛋白含量与气道胶原沉积成正相关(r=0.920，P<0.01)；肺组织蛋白表达和血清中MMP-9蛋白含量成正相关(r=0.910，P<0.01)。 结论： 1.OVA与免疫佐剂氢氧化铝、灭活百日咳杆菌致敏，OVA激发6周能够成功构建大鼠慢性哮喘模型。 2.MMP-9参与了哮喘大鼠的气道重塑病理过程。 3.ATRA能够降低哮喘大鼠气道高反应性，部分抑制气道炎症、减少气道胶原沉积及杯状细胞增生等气道重塑的病理改变，与BUD作用相似。 4.ATRA改善气道重塑的作用可能是通过下调MMP-9的表达实现的。