姜黄素对脂多糖诱导大鼠急性肺损伤的保护作用

罗丽丹，喻 红*，欧阳昌汉

(1.武汉大学基础医学院，湖北 武汉 430071;2.咸宁学院药学院)

急性肺损伤(acute lung injury，ALI)是各种直接和间接致伤因素导致的肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞损伤，造成弥漫性肺间质及肺泡水肿，导致的急性低氧性呼吸功能不全。研究表明，炎症细胞因子和趋化因子间的复杂网络调控在启动、放大和促进ALI的病理过程中起到了重大作用［1］。姜黄素是从中药姜黄中提取的一种酚类色素。现代药理研究证实［2］，姜黄素是一种多效的天然活性物质，具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、利胆、降血脂、降血糖等药理效应，但姜黄素对脂多糖诱导ALI是否具有保护作用，笔者尚未见报道。本实验通过复制大鼠脂多糖性ALI模型，观察姜黄素对ALI的保护作用，旨在为寻求ALI新的防治提供思路和实验依据。

1 材料与方法

1.1 动物、药品与试剂

Wistar大鼠，雄性，体重200～230g，由华中科技大学同济医学院实验动物中心提供。姜黄素(纯度＞98%)、脂多糖(LPS)，购自美国Sigma公司;地塞米松，购自湖南恒生制药有限公司;肿瘤坏死因子 α(TNF-α)、白细胞介素 1β(IL-1β)ELISA试剂盒，购自武汉博士德公司;其他试剂均为国产分析纯。

1.2 动物分组与处理

大鼠随机分为6组:对照组、模型组、姜黄素组(50、100、200 mg·kg-1)组和阳性对照组。姜黄素用0.5% 羧甲基纤维素钠制成混悬液，于造模前连续灌胃给药7d。阳性对照组腹腔注射地塞米松(5mg·kg-1)。各组大鼠腹腔注射10%水合氯醛(350 mg·kg-1)麻醉后暴露气管，除对照组外，其余各组气管内缓慢滴入4%LPS(4mg·kg-1)造成大鼠急性肺损伤，对照组以相同的方式滴入等量生理盐水，缝合伤口，保温护理。

1.3 标本收集与测定

LPS滴入气管造模6h后，开胸结扎左肺，右肺用4℃生理盐水1mL进行支气管肺泡灌洗，重复3次。支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)经纱布过滤后，3000·rmin-1离心10 min后取上清液，按试剂盒说明书进行测定TNF-α、IL-1β及蛋白含量。取左肺，滤纸吸干后称取湿重，60℃烘烤48h，称取干重，计算肺组织湿重/干重比(W/D)和肺含水量(肺湿重-肺干重/肺湿重×100%)，判断肺水肿程度。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 对BALF中IL-1β、TNF-α 及蛋白量的影响

如表1所示，模型组 BALF中 IL-1β、TNF-α的浓度及蛋白含量较对照组比较均明显增加(P＜0.01)，提示LPS激活了肺组织的炎症反应，诱导了急性肺损伤。与模型组相比，姜黄素可剂量依赖性降低BALF中这2种炎症介质的水平以及蛋白量(P＜0.05或 P＜0.01)。

表1 姜黄素对ALI大鼠BALF中IL-1β、TNF-α及蛋白量的影响(，n=10)

表1 姜黄素对ALI大鼠BALF中IL-1β、TNF-α及蛋白量的影响(，n=10)

与对照组比较，*P＜0.01;与模型组比较，△P＜0.05，△△P＜0.01

组别 剂量(mg·kg-1)IL-1β(ng·L-1)TNF-α(ng·L-1)蛋白量(mg·L-1)31.32 ±4.67 46.02 ±7.86 0.17 ±0.05模型组 - 128.44 ±37.91* 224.18 ±32.59* 1.67 ±0.31*姜黄素 50 104.75±22.37△ 173.55±30.71△△ 1.42 ±0.28△100 85.68 ±18.29△△ 159.11 ±28.47△△ 1.29 ±0.26△△200 71.83 ±19.04△△ 143.62 ±26.05△△ 0.97 ±0.22△△地塞米松 5 53.49±16.22△△ 114.81±27.86△△ 0.68±0.19对照组-△△

2.2 对肺湿/干重比和肺含水量的影响

如表2所示，模型组肺组织的湿/干重比和肺含水量较对照组相比均明显增加(P＜0.01)。与模型组相比，姜黄素可剂量依赖性降低LPS诱导肺含水量增加(P＜0.05或 P＜0.01);且100和200 mg·kg-1姜黄素尚可显著降低肺湿/干重比(P＜0.05)。

表2 姜黄素对ALI大鼠湿/干重比和肺含水量的影响(，n=10)

表2 姜黄素对ALI大鼠湿/干重比和肺含水量的影响(，n=10)

与对照组比较，*P＜0.01;与模型组比较，△P＜0.05，△△P＜0.01

组别 剂量(mg·kg-1)肺湿/干重(%)肺含水量(%)- 4.32 ±0.48 79.22 ±2.14模型组 - 5.42 ±0.51* 86.36 ±2.56*姜黄素 50 5.01 ±0.49 84.17 ±2.51△100 4.75 ±0.56△ 82.53 ±2.78△△200 4.66 ±0.62△ 82.12 ±3.15△△地塞米松 5 4.61±0.5△ 81.61±3.39对照组△△

3 讨论

LPS是革兰氏阴性菌外膜的主要成分，当其攻击肺部时，可造成肺泡毛细血管膜的损害，诱导多形核中性粒细胞的粘附、聚集与激活，并释放大量的炎性介质，如TNF-α、IL-1β等，这些炎症因子又可进一步加剧炎症细胞的浸润与粘附，激活新的炎症反应，并释放多种蛋白酶，损伤内皮细胞、肺泡细胞及细胞外基质，影响肺脏的功能，造成ALI。因此有效控制肺组织炎症反应可能会减轻LPS诱导的ALI。

本研究结果表明，LPS处理后大鼠BALF中细胞因子与蛋白量抬高;肺湿/干重比、肺含水量增加，提示LPS处理后的大鼠出现肺组织出现了严重的炎症反应，肺泡通气功能降低，ALI造模成功。不同剂量姜黄素对LPS诱导BALF中蛋白量增加具有明显的抑制作用，同时伴有 BALF中TNF-α、IL-1β等炎性介质释放下降，肺通气功能改善，表明姜黄素对LPS诱导的ALI具有保护作用，且这种保护效应主要是通过抗炎介导，与朱瑞芳等在油酸诱导大鼠肺损伤上结果类似［3］。

信号转导机制是目前ALI研究的热点之一，也是药物作用的新靶点。目前已知与炎症相关的信号通路包括 NF-κB，MAPKs及 JAK/STAT等。已有研究表明，姜黄素具有的多种生物学效应，如抗氧化、抗癌、抗炎等，都涉及到对NF-κB信号通路的调控。NF-κB是炎症反应的主要调节因子，可调控ALI发生和发展中许多细胞因子和炎症介质表达。Chen等研究表明［4］，姜黄素可抑制NF-κB转录而下调巨噬细胞TNF-α、IL-1β的表达，减轻气道炎症反应和气道高反应性。以上研究提示姜黄素抗炎作用机制较为复杂，其保护LPS诱导ALI机制还有待进一步研究。

总之，本研究表明姜黄素对大鼠内毒素诱导的ALI具有一定保护作用，其作用机制可能在于姜黄素与其抑制炎症介质的产生有关，详细的信号通路调节机制还有待进一步研究。

［1］Togbe D，Schnyder-Candrian S，Schnyder B，et al.Tolllike receptor and tumour necrosis factor dependent endotoxin-induced acute lung injury［J］.Int J Exp Pathol，2007，88(6):387

［2］Bar-Sela G，Epelbaum R，Schaffer M.Curcumin as an anti-cancer agent:review of the gap between basic and clinical applications［J］.Curr Med Chem，2010，17(3):190

［3］朱瑞芳，周敏，何建林，等.姜黄素对大鼠油酸型急性肺损伤的保护作用［J］.中国中药杂志，2008，33(17):2141

［4］Chen D，Nie M，Fan MW，et al.Anti-inflammatory activity of curcumin in macrophages stimulated by lipopolysaccharides from Porphyromonas gingivalis［J］.Pharmacology，2008，82(4):264