賈 若 王永清 楊雨民 李艷華 蘇寶科 劉立新
1.內(nèi)蒙古自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院急診科,內(nèi)蒙古呼和浩特 010050;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院老年病科,內(nèi)蒙古呼和浩特 010050
肺纖維化是一種以累及肺間質(zhì)、肺泡和/或細(xì)支氣管為基本病變特點(diǎn)的疾病,有慢性進(jìn)展性、致死性等特點(diǎn),治療困難,預(yù)后極差,嚴(yán)重威脅了患者的健康[1-5]。研究證實(shí),肺纖維化因過(guò)多細(xì)胞外基質(zhì)沉積(extracellular matrix,ECM)而成。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)是纖維化啟動(dòng)和進(jìn)程的關(guān)鍵因子[6-11],Smad3 是TGF-β1 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中最重要的分子,可調(diào)節(jié)反向基因的轉(zhuǎn)錄[12-13],TGF-β1/Smad 信號(hào)通路被激活,對(duì)肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast,MB)的形成、肺泡上皮細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transformation,EMT)、ECM 的沉積均有重要影響[14]。纖維連接蛋白(fibronectin,F(xiàn)N),對(duì)于肺纖維化的發(fā)生發(fā)展起著非常重要的作用[15],骨橋蛋白(osteopontin,OPN)可促進(jìn)TGF-β1 的活化,促進(jìn)纖維化的進(jìn)展[16]。本研究以TGF-β1/Smad3 信號(hào)通路為切入點(diǎn),研究蒙藥阿嘎如-25 治療肺纖維化的具體分子機(jī)制。
主要試劑:TGF-β1(貨號(hào):ER31210,HUABIO);p-Smad3(貨號(hào):ET1609-41,HUABIO);FN(貨號(hào):ET1702-25,HUABIO);OPN(貨號(hào):AF0227,Affinity)。
實(shí)驗(yàn)藥物:博來(lái)霉素(bleomycin,BLM)(invitrogen,貨號(hào):R250-1);養(yǎng)陰益肺通絡(luò)丸(北京康益德中西醫(yī)結(jié)合肺科醫(yī)院,批號(hào)京藥制字:20100002);吡非尼酮膠囊(北京康蒂尼藥業(yè)有限公司,生產(chǎn)批號(hào):H2013376);蒙藥阿嘎如-25(內(nèi)蒙古自治區(qū)國(guó)際蒙醫(yī)醫(yī)院制劑中心)。
健康SPF 級(jí)雄性C57BL/6 小鼠72 只[斯貝福北京生物技術(shù)有限公司提供,許可證號(hào):SCXK(京)2019-0010,合格證號(hào):110324200102508615],平均體重(20±2)g,飼養(yǎng)于SPF 級(jí)屏障實(shí)驗(yàn)室,飼養(yǎng)室溫度為22~25℃,濕度44%~49%,本研究經(jīng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審批(20190927-1)。
1.3.1 動(dòng)物模型的建立 隨機(jī)選取10 只健康SPF 級(jí)C57BL/6 小鼠作為正常組,其余62 只小鼠腹腔注射10%水合氯醛(4 ml/kg)麻醉,管內(nèi)注入BLM 稀釋液(按3.5 mg/kg劑量稀釋?zhuān)軇?.9%氯化鈉注射液)50 μl建立肺纖維化模型,確定肺間質(zhì)纖維化及肺泡炎的程度參照文獻(xiàn)[12-13]的方法。
1.3.2 分組及給藥 造模后第28 天,死亡7 只,其余小鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為模型組(n=10)、西藥組(吡非尼酮膠囊)(n=9)、中藥組(養(yǎng)陰益肺通絡(luò)丸)(n=9),蒙高組(n=9)、蒙中組(n=9)、蒙低組(n=9)。
實(shí)驗(yàn)藥物制備:蒙藥阿嘎如-25 屬于《蒙醫(yī)金匱》[17]經(jīng)典名方,將其制成膠囊,每粒含生藥0.4 g。使用時(shí)將藥物烊化溶于其中。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物灌胃給藥劑量按人鼠體表面積折算,配置濃度依次為13、6.5、3.25 mg/ml 溶液。吡非尼酮膠囊用超純水制成濃度為0.0046 mg/ml的混懸液。灌胃給予吡非尼酮膠囊10 mg/(kg·d),給藥體積均為1 ml/(100g·d)。按人日用臨床劑量0.5 mg/d 計(jì)算,經(jīng)人小鼠體表面積比值折算成小鼠的日用藥量。模型及正常組給予等體積生理鹽水灌胃,各組每日固定時(shí)間灌胃,1 次/d,均灌胃8 周。
1.3.3 檢測(cè)方法 連續(xù)灌胃8 周后小鼠脫頸處死,取小鼠肺組織進(jìn)行組織固定及冷凍處理。免疫組織化學(xué)染色及Masson 染色觀察小鼠肺組織病理改變及纖維化,Western blot 法檢測(cè)肺組織中TGF-β1、p-Smad3、FN、OPN 蛋白的表達(dá),Tunel 法檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。
采用SPSS 20 對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,組間比較采用t檢驗(yàn),多組比較采用方差分析,進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t 法。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
正常組小鼠肺組織結(jié)構(gòu)基本正常,未見(jiàn)明顯病理改變。模型組肺組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,支氣管上皮細(xì)胞部分脫落,部分肺泡萎縮,肺泡壁內(nèi)可見(jiàn)大量紅細(xì)胞,組織中可見(jiàn)彌散性炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)(單核細(xì)胞為主)。蒙高組、蒙中組、蒙低組肺組織病理形態(tài)均較模型組改善明顯。見(jiàn)圖1。
圖1 各組小鼠肺組織免疫組織化學(xué)染色(200×)
正常組肺組織無(wú)明顯的纖維蛋白沉積,而模型組藍(lán)染區(qū)域增多,小鼠肺泡壁的間質(zhì)纖維化局灶性纖維組織增生,肺纖維程度進(jìn)一步加強(qiáng),各蒙藥組小鼠肺組織藍(lán)色區(qū)域較模型組明顯減少,肺纖維化程度明顯減輕。模型組膠原纖維面積百分比高于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);各蒙藥組膠原纖維面積百分比低于模型組,蒙高組膠原纖維面積百分比低于其他蒙藥組,且蒙中組低于蒙低組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖2、表1。
圖2 各組小鼠肺組織Masson 染色(200×)
表1 各組小鼠肺組織纖維化情況比較(%,)
表1 各組小鼠肺組織纖維化情況比較(%,)
注 與正常組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與蒙低組比較,cP<0.05;與蒙中組比較,dP<0.05
模型組TGF-β1、p-Smad3、FN、OPN 表達(dá)高于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);各蒙藥組TGFβ1、p-Smad3、FN、OPN 表達(dá)均低于模型組,蒙高組低于其他蒙藥組,且蒙中組低于蒙低組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖3、表2。
表2 各組小鼠肺組織TGF-β1、p-Smad3、FN、OPN 蛋白表達(dá)情況比較()
表2 各組小鼠肺組織TGF-β1、p-Smad3、FN、OPN 蛋白表達(dá)情況比較()
注 與正常組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與蒙低組比較,cP<0.05;與蒙中組比較,dP<0.05。TGF-β1:轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1;FN:纖維連接蛋白;OPN:骨橋蛋白
圖3 各組小鼠肺組織TGF-β1、p-Smad3、FN、OPN 蛋白的表達(dá)
模型組細(xì)胞凋亡率高于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);各蒙藥組細(xì)胞凋亡率低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);蒙高組細(xì)胞凋亡率低于其他蒙藥組,且蒙中組低于蒙低組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖4、表3。
圖4 各組小鼠肺組織TUNEL 染色(400×)
表3 各組小鼠肺組織細(xì)胞凋亡情況比較(%,)
表3 各組小鼠肺組織細(xì)胞凋亡情況比較(%,)
注 與正常組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與蒙低組比較,cP<0.05;與蒙中組比較,dP<0.05
研究證明,TGF-β1 可誘導(dǎo)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)其生物學(xué)效應(yīng),最終導(dǎo)致纖維化[18-20]。本研究顯示,蒙藥阿嘎如-25 可有效改善肺纖維化小鼠的肺組織病理改變及纖維蛋白沉積情況,抑制TGF-β1/Smad3 信號(hào)通路,抑制FN、OPN 蛋白的表達(dá),減輕細(xì)胞凋亡,且其高劑量組效果更優(yōu),不失為治療肺纖維化的有效藥物。
蒙醫(yī)學(xué)說(shuō)中,三根為生來(lái)固有的“赫依、希拉、巴達(dá)干”,維持機(jī)體達(dá)到“平衡狀態(tài)”,而五源學(xué)說(shuō)以及寒熱屬性中,赫依因具有輕、糙、動(dòng)為主秉性成分,歸屬氣源,呈寒熱兩重性[21-24]。赫依以循行之道遍布全身,上行赫依位于胸部,熱癥未痊愈殘留于肺,遷延時(shí)久,赫依偏盛紊亂,傷及肺體素,肺通氣受阻而致病。常有干咳,尤其在赫依時(shí)辰(拂曉前及夜幕降臨時(shí))為著,無(wú)痰或咳少量泡沫痰,疲乏無(wú)力,快速活動(dòng)后氣短,心悸,脈象空、芤,舌質(zhì)紅、粗糙。治宜在強(qiáng)身潤(rùn)肺,鎮(zhèn)赫依的前提下,以對(duì)癥治療為原則。蒙藥方劑阿嘎如-25(蒙藥名)[25],主治:上下內(nèi)外各種赫依病,尤其偏于清鎮(zhèn)內(nèi)赫依病病證。對(duì)于上下內(nèi)外各種赫依病均有裨益。
綜上所述,肺纖維化嚴(yán)重威脅著人們的健康,吡非尼酮價(jià)格昂貴,治療不易堅(jiān)持,中藥和蒙藥較西藥都有價(jià)格便宜、容易堅(jiān)持等特點(diǎn),但蒙藥藥劑在本研究中體現(xiàn)了更好的治療效果,明確了蒙藥阿嘎如-25調(diào)控肺間質(zhì)細(xì)胞干預(yù)促肺纖維化/抗肺纖維化耦聯(lián)治療肺纖維化的效應(yīng)及分子途徑,構(gòu)建“清鎮(zhèn)赫依(蒙藥阿嘎如-25)-順氣化痰(清鎮(zhèn)肺赫依)-抗肺纖維化(干預(yù)促肺纖維化/抗肺纖維化耦聯(lián))”的藥效關(guān)系模型,為臨床治療提供了依據(jù)。