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银翘散对急性肺损伤模型小鼠肺损伤的改善及作用机制

发布时间:2022-05-18    

Improvement and Mechanism of Yinqiao Powder on Lung Injury in Acute Lung Injury Model Mice

王逸凡,杨居崩,赵显芳,聂发龙,李秀芳

云南中医药大学药理教研室

* 基金项目:国家自然科学基金[81860724];云南省科技厅中医药基础研究联合专项重大项目[202001AZ070001 - 001];云南省科技厅 - 云南中医药大学应用基础研究联合专项项目[2019FF002(- 054)]。

摘要


目的:探讨银翘散对急性肺损伤(ALI)模型小鼠肺损伤的改善及作用机制。方法:将60只KM小鼠随机分为阴性对照组、模型组、银翘散组、脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)组,各15只。银翘散组灌胃给予银翘散(按生药和体质量计72.54g/kg),阴性对照组、模型组、DnaseⅠ组小鼠均灌胃给予等体积生理盐水,每天1次,连续3 d。末次给药30 min后,腹腔注射10%水合氯醛麻醉小鼠,剥离皮下组织,暴露气管,于气管内滴注脂多糖(5 mg/kg),阴性对照组同法滴注生理盐水,以复制ALI模型小鼠;DNaseⅠ组建模成功10min后同法滴注DNaseⅠ(5mg/kg)。6h后处死小鼠,取出肺组织,测定肺部湿/干重比(W/D);采用免疫荧光法和蛋白免疫印迹法检测髓过氧化物酶(MPO)和瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)的表达水平;苏木精-伊红(HE)染色,观察肺组织的病理形态。结果:与模型组比较,银翘散组W/D显著降低(P<0.05),MPO和CitH3的表达水平均显著降低(P<0.05),气道周围及肺组织中的炎性细胞浸润减轻。结论:银翘散可通过抑制中性粒细胞胞外诱捕网形成中MPO和CitH3的表达水平,从而减轻小鼠ALI。


关键词:银翘散;中性粒细胞胞外诱捕网;急性肺损伤;作用机制;小鼠

Key words: Yinqiao Powder;neutrophil extracellular traps;acute lung injury;mechanism;mice

中图分类号:R932;R285.5  文献标志码:A


中性粒细胞是机体固有免疫防御系统的重要组成。2004年,BRINKMANN等首次发现了中性粒细胞对抗感染的新方式,即形成中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)。NETs由薄的染色质纤维组成,包含髓过氧化物酶(MPO)、瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)、防御素、抗菌肽等30种中性粒细胞蛋白。受到促炎介质、过氧化物等刺激后,中性粒细胞也可形成NETs。在脂多糖诱导的新生小鼠急性肺损伤(ALI)模型中,支气管肺泡灌洗液及NETs的游离DNA水平均升高,使用NETs抑制剂脱氧核糖核酸酶(DNase)后,模型小鼠ALI症状缓解,提示NETs的产生可造成肺组织损伤。银翘散对病毒感染及由脂多糖诱导的小鼠ALI具有防护作用,可对抗氧化应激损伤,抑制白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素1(IL-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎性因子的释放。本研究中探讨了银翘散通过抑制NETs的形成而改善脂多糖诱导的小鼠ALI的作用。现报道如下。

1  材料与方法

1.1  仪器、试药与动物

仪器:XS125A型分析天平(瑞士普利赛斯公司,精度为十万分之一);Infinite M200 PRO型酶标仪(瑞士Tecan公司);cf16RX型低温高速离心机(日本HitachiKoki公司);OSE-Y50型高速组织研磨器(天根生化科技<北京>有限公司);Ti-S型倒置相差显微镜、Ci-L型正置荧光显微镜(日本Nikon公司);EG1150型石蜡包埋机、RM2235型手动轮转式切片机(德国徕卡仪器有限公司)。

试药:银翘散组方药材购自云南慈慧药业有限公司,制备工艺参考文献;脂多糖(美国Sigma公司,货号为O111:B4,批号为019M4009V);兔来源抗CitH3抗体(批号为GR-13294584),兔来源抗MPO抗体(批号为GR3243222-17),均购自英国Abcam公司;DAPI染料(批号为20200630),驴血清(批号为20200818),DN‐aseI(批号为20200630),均购自北京索莱宝科技有限公司;异硫氰酸荧光素(FITC)山羊抗兔荧光抗体(批号为20000168),四甲基异硫氰酸罗丹明(TRITC)山羊抗兔荧光抗体(批号为20000054),辣根过氧化物酶(HRP)标记的山羊抗兔免疫球蛋白(Ig)G(批号为20000243),抗甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)抗体(批号为00083126),均购自美国ProteintechGroup公司。

动物:健康雄性KM小鼠,60只,体质量17~20g,购自成都达硕实验动物有限公司,动物生产许可证号为SYXK(川)K2020-030,合格证号为51203500017366。饲养环境为温度18~22℃,相对湿度40%~60%,明暗交替(12h/12h)。动物实验经云南中医药大学动物实验伦理委员会批准,动物伦理审查编号为R-06202009。

1.2  方法

分组、造模与给药:按随机数字表法将60只KM小鼠分为阴性对照组、模型组、银翘散组、DNaseⅠ组,各15只。银翘散组小鼠灌胃给予银翘散(按生药和体质量计72.54g/kg),阴性对照组、模型组、DNaseⅠ组小鼠均灌胃给予等体积生理盐水,每天1次,连续3 d。造模前均禁食不禁饮8 h。末次给药30 min后,腹腔注射10%水合氯醛麻醉小鼠,仰卧位固定于手术板上,颈部皮肤消毒,纵向切开,剥离皮下组织,暴露气管,于气管内滴注脂多糖生理盐水溶液(5mg/kg),阴性对照组同法滴注等体积生理盐水。随后立即直立小鼠,上下轻度晃动数次,使脂多糖均匀分布于肺部,DNaseⅠ组小鼠滴注脂多糖10min后再同法滴注DNaseⅠ(5mg/kg),缝合伤口,待小鼠自然清醒。

指标观察及检测:1)肺湿/干重比(W/D)。模型复制6h后处死小鼠,无菌条件下迅速取出肺组织。取左肺上叶,准确称定质量并记录湿重(W),放入恒温80℃干燥箱中烘烤72h,称定质量,并记录干重(D),计算W/D。2)肺组织形态。取右肺中叶,用10%多聚甲醛固定48h,脱水,浸蜡,石蜡包埋,制成4µm薄片,用苏木精-伊红(HE)染色,于显微镜下观察。3)MPO和CitH3的表达水平。取右肺上叶,采用蛋白免疫印迹法检测MPO和CitH3的表达水平;取左肺中叶,采用免疫荧光法检测MPO和CitH3的荧光表达水平。

1.3  统计学处理

采用SPSS10.0统计学软件分析。计数资料用图片±s表示,组间比较采用单因素方差分析,方差齐者采用LSD法,方差不齐者采用Tamhane's法。P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  肺组织W/D

与阴性对照组比较,模型组小鼠肺组织W/D显著升高(P<0.05);与模型组比较,银翘散组W/D显著降低(P<0.05)。详见表1。

表1.jpg

2.2  肺组织病理形态学变化

阴性对照组小鼠肺泡结构完整,支气管和血管周围未见明显炎性变化;模型组小鼠肺毛细血管通透性增高,肺部水肿,肺组织间隙可见大量中性粒细胞浸润和红细胞渗出;银翘散组和DNaseⅠ组小鼠肺组织病变均较模型组减轻,气道周围及肺组织炎性细胞浸润减轻。详见图1。

图1.jpg

2.3  肺组织中MPO和CitH3免疫荧光表达

与阴性对照组比较,模型组小鼠MPO和CitH3的荧光表达水平均升高;与模型组比较,银翘散组小鼠MPO和CitH3的荧光表达水平均下降。详见图2。

图2上.jpg

图2下.jpg

2.4  肺组织中MPO和CitH3的蛋白表达水平

与阴性对照组比较,模型组小鼠肺组织中MPO和CitH3表达水平均显著升高(P<0.05);与模型组比较,银翘散组小鼠肺组织中MPO和CitH3表达水平均显著降低(P<0.05)。详见图3。

图3.jpg

3  讨论

ALI是由多种诱因引起的以急性、进行性呼吸功能不全为特点的常见临床危重症,严重时表现为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。ALI/ARDS由直接或间接的过度肺部损伤和全身性炎性反应引起,其中NETs发挥了重要作用。新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起的呼吸道疾病,可能发展为ARDS。COVID-19感染患者气道腔内的NETs,促进血纤蛋白沉积和微血栓形成,阻塞肺泡和细小血管,导致气管堵塞和肺通气障碍。COVID-19严重感染患者的肺中存在多个广泛分布的NETs浸润区域,NETs通过促进纤维细胞的分化,从而加重肺部纤维化。中性粒细胞形成NETs,可增强其直接杀灭或间接干扰病原体扩散的作用,阻止上呼吸道感染的进一步发展。但过度激活的中性粒细胞在肺部形成大量的NETs,会直接加剧肺组织的损伤,推动呼吸道感染的恶化进程。

CitH3的生成可反映NETs水平。组蛋白瓜氨酸化后,核小体中组蛋白和DNA间的紧密静电结合被削弱,随后DNA骨架解螺旋,NETs形成。而组蛋白在体内外均可对上皮细胞产生细胞毒性作用,加重ALI症状。MPO可导致体外肺上皮和内皮细胞死亡,表明MPO对肺泡-毛细血管屏障有直接毒性作用,其表达也可反映NETs水平。本研究中模型组小鼠肺组织中NETs水平较高,且肺组织炎性细胞浸润严重,可能是NETs中MPO与CitH3等对肺组织的损伤造成的。中医认为,ALI主要由肺部损伤以致肺失宣降、郁热内生,影响水液的输布和排泄导致。银翘散主要由金银花、连翘、桔梗、甘草、薄荷、牛蒡子等组方,具有疏散风热、辛凉宣散、清热解毒、开宣肺气、止咳等功效。本研究结果显示,银翘散可缓解ALI模型小鼠肺部炎症的渗出和水肿,且小鼠肺组织中NETs形成相关蛋白MPO和CitH3表达水平均降低,提示银翘散可能通过抑制NETs的形成而减轻ALI,但其具体作用机制还需进一步研究。


参考文献:略。


作者简介:

第一作者:王逸凡,女,在读硕士研究生,研究方向为中药药理学。

通信作者:李秀芳,女,博士,教授,研究方向为中药药理学。


该文完整发布于《中国药业》杂志2022年5月5日出版的第31卷第9期第35~38页。


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