炎琥宁对COPD大鼠肺组织IL-12/STAT4、IL-4/STAT6信号通路影响探讨
2018-03-01肖祖克
肖祖克 ,孙 慧 ,叶 东 ,李 星
(1、江西省人民医院呼吸科,南昌 330006;2、江西中医药大学附属医院,南昌 330006;3、江西省永修县人民医院,永修 330300)
越来越多的证据表明,IL-12/STAT4、IL-4/STAT6信号通路在CS引起的肺部炎症中起着重要的作用[1]。本次研究中,以炎琥宁对COPD大鼠肺组织IL-12/STAT4、IL-4/STAT6信号通路影响进行研究分析为目的,建立了COPD大鼠模型,并对正常对照组、COPD大鼠组、COPD炎琥宁注射液组大鼠血清以及肺泡灌洗液中的各项指标进行了检测,并对检测结果进行了统计分析,结果汇报如下。
1 材料与方法
1.1 材料 实验动物雄性SD大鼠,体重在180-220g,级别为SPF。适应性喂养1周后开始实验。脂多糖购自Sigma公司,批号为L2880;椰树牌香烟,焦油量为11mg,氯化钠注射液,购自贵州科伦药业有限公司,批号为B160623I;变色硅胶,购自青岛裕睿化工有限公司,批号为160802;苦味酸为分析纯,购自天津市大茂化学试剂厂,批号为160403;水合氯醛购自天津市科密欧化学试剂有限公司,批号为20160305;瑞姬氏染色试剂盒,购自西化仪(北京)科技有限公司,型号为81/M322967;磷酸盐缓冲液,购自赛默飞世尔生物化学制品有限公司,批号为NXH0696;自制烟熏箱(亚克力材质);电子天平购自深圳市华恒科技有限公司,分析天平购自香港佳立国际有限公司。
1.2 方法
1.2.1 分组方法 取大鼠(8周龄,雄性)60只,分为正常组、COPD造模组、COPD造模注射炎琥宁组,每组20只。分组后对各组大鼠进行标记并编号,分组标记后给予各组大鼠同样的饲料及饮用水。
1.2.2 给药方法 造模2个月后,开始给予各组分别进行药物治疗,共持续28d。正常对照组:10ml/kg注射用生理盐水,腹腔注射,每天1次;COPD组:10ml/kg注射用生理盐水,腹腔注射,每天1次;炎琥宁组:炎琥宁36mg/kg,腹腔注射,每天1次。
1.2.3 取材 肺泡灌洗液的采集:腹主动脉采血后,剪开大鼠的颈部皮肤,暴露颈部器官,打开胸腔,剥离覆盖肺组织的胸腺和心包,然后找到气管分支,结扎右主支气管,用0.9%的无菌生理盐水6ml,经气管注入左主支气管及左肺,反复慢慢回抽4次,回抽液大约 4-5ml,回收率 70%-80%,于 4℃,3000r/min 下离心10min,吸取上清液,置于2ml冷冻管中,-80℃超低温冰箱保存。肺泡灌洗液离心后所得的细胞沉淀用1ml灭菌的PBS重悬后,保存于2ml冷冻管中,4℃冰箱中保存,用于白细胞计数与分类计数。肺组织固定方法:结扎左肺,松开右肺,经气管注入4%的多聚甲酸溶液5ml,固定30s,取出右肺中叶,于4%的多聚甲酸中保存,用于HE染色。
1.2.4 检测方法 冰箱中取出大鼠血清、BALF上清液,放至室温,严格按照ELISA试剂盒操作说明书进行大鼠血清和 BALF 中 IFN-γ,IL-12,IL-12R,IL-4,IL-4R水平检测。
1.3 数据处理 采取SPSS 18.0统计学软件进行数据处理,计量资料经(x±s)形式表示,统计分析采取t检查,计数资料统计分析采取χ2检验,P<0.05时,视为差异存在统计学意义。
2 结果
COPD大鼠组IL-4R、IL-4水平较正常对照组发生显著降低 (P<0.05),IFN-γ、IL-12、IL-12R 水平较正常对照组发生明显升高(P<0.05);COPD炎琥宁注射液组大鼠血清和肺泡灌洗液中IFN-γ、IL-12、IL-12R水平较COPD大鼠组发生明显降低(P<0.05),IL-4、IL-4R 水平较 COPD 大鼠组发生明显升高(P<0.05)。 见表 1。
表1 各组大鼠血清以及肺泡灌洗液中IFN-γ检测结果比较
3 讨论
STAT是一种新型的转录因子家族,主要负责连接胞外细胞因子与Th分化转录因子之间的胞内信号传递[2]。在Th0细胞分化为Th1细胞和Th2细胞的过程中,一种细胞因子在信号转导中对STAT分子的选择具有一定特异性,IL-4激活STAT6诱导Th2分化,IL-12激活STAT4诱导 Th1分化[3]。STAT4是决定Th1细胞因子作用的关键信号因子,其信号途径由IL-12激活,可以诱导Th1效应因子IFN-γ的转录和表达。STAT6信号途径依赖IL-4诱导,其在Th2细胞基因表达及发育上发挥重大作用。因此可见,通过IL-12/STAT4、IL-4/STAT6信号通路活化和诱导的Th1、Th2细胞分化,可直接影响COPD气道炎症及病理改变的发生发展[4]。
炎琥宁系穿心连提取物经酯化、脱水、成盐精制而成,具有抗炎、灭菌的作用。本实验我们假设,炎琥宁IL-12/STAT4、IL-4/STAT6信号通路对抗CS对COPD大鼠肺部的免疫失衡,从而对延缓肺泡上皮细胞的炎症反应和氧化应激,达到保护肺部的作用[5]。
本研究通过建立COPD大鼠模型,设置正常组、COPD大鼠组及炎琥宁注射液COPD大鼠组,检测各组大鼠血清、肺泡灌洗液中细胞因子IFN-γ、IL-12、IL-12R、IL-4、IL-4R 水平,并提取大鼠肺组织, 检测STAT4、STAT6蛋白水平,及STAT4mRNA、STAT6mRNA的表达情况[6]。实验研究显示, 各组大鼠在 IFN-γ、IL-12、IL-12R、IL-4、IL-4R、STAT4、STAT6蛋白水平存在差异,由此证实,炎琥宁可通过IL-12/STAT4、IL-4/STAT6信号通路影响COPD疾病进展。
表2 各组大鼠血清及肺泡灌洗液中IL-12、IL-12R检测结果比较
表2 各组大鼠血清及肺泡灌洗液中IL-12、IL-12R检测结果比较
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表3 各组大鼠血清及肺泡灌洗液中IL-4、IL-4R检测结果比较(
表3 各组大鼠血清及肺泡灌洗液中IL-4、IL-4R检测结果比较(
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