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(1.福建中醫(yī)藥大學(xué),福建 福州 350003;2.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院 呼吸內(nèi)科,福建 福州 350003)
慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)作為呼吸系統(tǒng)的常見(jiàn)病之一,若延誤治療,將會(huì)演變?yōu)槁苑卧葱孕呐K病。肺血管重塑是COPD病情發(fā)展中的重要病理過(guò)程[1],且在COPD初期即有肺血管的改變形成,若不及時(shí)控制將會(huì)使病情進(jìn)行性惡化。研究表明[2],COPD組患者肺小動(dòng)脈存在明顯的肺血管重塑現(xiàn)象,在COPD大鼠實(shí)驗(yàn)中亦見(jiàn)相同結(jié)果[3]。整聯(lián)蛋白αM(Integrin Alpha M,ITGAM)在COPD患者中高表達(dá)[4],且ITGAM的減少可延緩由慢性缺氧引起的肺動(dòng)脈高壓的發(fā)展[5]。全真一氣湯系明朝醫(yī)學(xué)家馮兆張著作中的方劑[6],臨床上使用此方治腎不納氣型COPD患者,頗具療效[7-8]。本實(shí)驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上,使用全真一氣湯干預(yù)COPD模型大鼠,檢測(cè)大鼠右肺組織中ITGAM基因及蛋白水平,探討全真一氣湯對(duì)COPD大鼠ITGAM水平的影響,旨在為全真一氣湯治療COPD提供更多實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
18只清潔級(jí)SD大鼠采購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心(合格證號(hào):70092411)的(180~220 g)。本研究醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)于福建中醫(yī)藥研究院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心鼠類(lèi)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展,清潔級(jí)。動(dòng)物使用規(guī)范符合《福建省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理委員會(huì)管理?xiàng)l例》。
采用由全真一氣湯生藥制成40%的中藥濃縮湯劑,按0.4 mL/20 g劑量喂養(yǎng),每日上午8∶00-9∶00灌胃1次。中藥制法:①稱取生藥226 g,于水中浸泡30 min后,再由電爐加熱至沸騰,沸騰后再煎30 min,取濾液;②取濾渣,注水,二次加熱至沸騰后,再煎20 min,再次過(guò)濾;③2次濾液混合,加熱濃縮至體積為226 mL,相當(dāng)于原材料1.0 g/mL。原藥材由福建省藥材公司提供,中藥濃縮湯劑全程由福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院制劑中心加工完成。
SYBR Premix Ex TaqTM II試劑盒(TaKaRa公司, Code:DRR820A);RNAiso Plus(TaKaRa公司,Code:D9108A);ExScriptTM RT Reagent Kit試劑盒(TaKaRa公司, Code:DRR037A);Rat_Gapdh_primer(TaKaRa公司,Code:D379212);兔抗大鼠ITGAM抗體(美國(guó)Santa Craz公司);戊二醛(上?;瘜W(xué)試劑有限公司);四氧化鋨(上?;瘜W(xué)試劑有限公司);7500Fast實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(美國(guó) ABI公司);Westen-blotting(美國(guó) BIO-RAD)。
將18只SPF級(jí)大鼠隨機(jī)分成模型組、中藥組,每組各9只。模型組、中藥組分別于實(shí)驗(yàn)第1天、第11天、第21天使用10 %水合氯醛將大鼠麻醉,手術(shù)暴露氣管,經(jīng)氣管注入內(nèi)毒素LPS 200 μL(1 mg/mL)。兩組大鼠自第2天起連續(xù)煙熏造模,具體為將其放置于30 cm×40 cm×50 cm的有機(jī)玻璃熏箱中,箱中煙熏濃度維持于5%左右,煙熏30 min后移至通風(fēng)處,共60 d(氣管內(nèi)滴注日不煙熏)。于第2天起,模型組大鼠予以生理鹽水5 mL/d灌服,中藥組大鼠予以全真一氣湯濃縮液(生藥制成40 %的濃縮湯劑,按0.4 mL/20 g/d)灌服,兩組均連續(xù)灌服60 d。第60天,于每組隨機(jī)取3只大鼠用于取材,取材部位為右肺組織,取材完畢后用消毒錫箔紙將肺組織標(biāo)本包裹并速凍于液氮中,再轉(zhuǎn)至-80 ℃冰箱保存,以便用于實(shí)時(shí)熒光定量PCR及Western Blot檢測(cè)。
2.2.1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè) 取右肺組織,采用TRIzol(invitrogen)法抽提取總RNA后,用ExScriptTM RT Reagent Kit試劑盒將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,再由SYBR Premix Ex Taq II試劑盒以7500 Software v2.0.5進(jìn)行熒光擴(kuò)增。使用SYBR Green I嵌合熒光法,引物設(shè)計(jì)參照 Genebank序列,該序列由自寶生物工程(大連)有限公司合成,基因的上下游引物序列檢測(cè)情況見(jiàn)表1。反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性10 min,95 ℃變性30 s,60 ℃延伸1 min,40個(gè)循環(huán),GAPDH作為內(nèi)參照。將模型組mRNA的表達(dá)量表示為“1”,再通過(guò)校正值計(jì)算出中藥組mRNA的相對(duì)含量,并比較組間相對(duì)量。
2.2.2 Western blot檢測(cè)ITGAM蛋白水平 稱量后的組織塊按比例(1∶10)加入對(duì)應(yīng)的裂解液中進(jìn)行勻漿,離心后取上清,BCA法測(cè)定蛋白濃度。加入buffer,100 ℃變性后,取20 μg電泳,轉(zhuǎn)膜,于室溫條件下將之浸入于含5 %脫脂奶粉并封閉1 h,加入一抗(ITGAM;CST公司),4 ℃孵育過(guò)夜,次日加入二抗(碧云天,HRP標(biāo)記),室溫孵育lh,使用TBST將其充分洗滌后,標(biāo)本膜上的信號(hào)由增強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)(ECL)檢測(cè)。
表1 檢測(cè)基因的引物序列和產(chǎn)物長(zhǎng)度
中藥組大鼠ITGAM mRNA表達(dá)水平較模型組降低,其表達(dá)豐度為模型組的0.630,P值為0.0026(P<0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表2、圖1。
表2 模型組與中藥組大鼠ITGAM mRNA表達(dá)比較
圖1 模型組與中藥組大鼠ITGAM mRNA表達(dá)比較
注:中藥組與模型組比較,P<0.05。
中藥組大鼠ITGAM蛋白表達(dá)水平較模型組下調(diào)。見(jiàn)圖2。
圖2 各組大鼠ITGAM蛋白表達(dá)水平
COPD是可預(yù)防以及治療的疾病,其發(fā)病機(jī)制的核心是氣道和肺組織(如肺血管、肺實(shí)質(zhì))長(zhǎng)期持續(xù)的炎癥病變,而肺血管存在的持續(xù)性炎癥改變與肺血管重塑緊密相關(guān)[9],且與COPD相關(guān)的慢性低氧、炎癥以及吸煙會(huì)誘導(dǎo)肺血管重塑形成。研究表明[10],COPD肺血管重塑的特征為血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)成分增加等。中性粒細(xì)胞作為與COPD密切聯(lián)系的炎癥因子,其可分泌大量炎性蛋白,促進(jìn)持續(xù)性炎癥,影響內(nèi)皮細(xì)胞,并導(dǎo)致血管壁結(jié)構(gòu)改變和功能發(fā)生異常,而ITGAM的下降可顯著降低中性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附[11],以延緩肺血管重塑。
ITGAM(Integrin, Alpha M)是構(gòu)成整合素αMβ2 的一種蛋白質(zhì)亞基,表達(dá)于骨髓細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞等[12]。ITGAM基因位于第16號(hào)染色體短臂11 區(qū)2帶,約79.08 kb,由30個(gè)外顯子、36個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成,其mRNA有12個(gè)剪切體[13],具有調(diào)節(jié)白細(xì)胞活化、黏附和遷移的功能[14]。ITGAM可編碼整合素的α鏈產(chǎn)生CD11b,高水平的CD11b可使中性粒細(xì)胞同參與肺血管重塑相關(guān)的細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)的黏附增加[15],影響血管壁結(jié)構(gòu)和功能異常。CD11b可與結(jié)締組織生長(zhǎng)因子CTGF結(jié)合,參與肺血管重塑[16]。有研究[17]顯示,CD11b參與缺氧所致的肺血管重塑,CD11b在肺動(dòng)脈高壓組中高表達(dá)[18-19]。ITGAM可編碼整合素的β鏈產(chǎn)生CD18,CD18再與CD11b以非共價(jià)鍵結(jié)合的方式形成結(jié)合物CD11b/CD18[20],CD11b/CDl8參與肺血管重塑[21]。CD11b/CDl8分布于CD8+T細(xì)胞[20],而COPD者的肺血管可見(jiàn)大量CD8+T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)[10]。此外,由ITGAM編碼產(chǎn)生的CD11b/CD18為中性粒細(xì)胞上的重要β2整合素受體,同時(shí)乃炎癥反應(yīng)、介導(dǎo)組織損傷的主要受體[20],且慢性低氧可促進(jìn)血小板活化因子PAF增加,從而使CD11b/CD18水平上調(diào),使內(nèi)皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的黏附增加[22],加劇肺血管重塑。
中醫(yī)對(duì)于COPD常以肺脹等疾病辨證施治,病因有內(nèi)、外之別,內(nèi)因主要與肺脾腎三臟功能失調(diào)密切相關(guān)。COPD屬于慢性疾病,病程長(zhǎng),病性多屬虛,大部分患者有呼多吸少、氣短等腎不納氣癥狀,與中醫(yī)久病易致體虛、久病傷腎的特點(diǎn)相符合。全真一氣湯主治腎不納氣型疾病,由熟地黃、人參、白術(shù)、五味子、麥冬、牛膝、附子組成[6],具有同補(bǔ)肺脾腎三臟之功效。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,人參皂苷Rb1可舒張肺動(dòng)脈,抑制由慢性低氧導(dǎo)致的肺動(dòng)脈高壓大鼠的肺血管環(huán)的收縮效應(yīng)[23];懷牛膝具有直接舒張血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用[24],而附子亦可舒張肺動(dòng)脈[25],故筆者推測(cè)全真一氣湯可能具有延緩肺血管重塑的功效。
本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,給予全真一氣湯的COPD大鼠肺組織ITGAM水平較模型組明顯下調(diào),推測(cè)全真一氣湯可能通過(guò)下調(diào)ITGAM水平影響肺血管炎癥病變,從而延緩肺血管重塑過(guò)程。