银翘散对鼻黏膜屏障功能低下模型小鼠的影响*
2022-07-27杨居崩聂发龙赵显芳朱紫陌李秀芳
杨居崩,李 爽,聂发龙,赵显芳,朱紫陌,代 蓉,李秀芳
(云南中医药大学中药学院,云南 昆明 650500)
上呼吸道感染(URTI)是外鼻孔至环状软骨下缘包括鼻、咽或喉部急性炎症的总称,常由病毒和细菌相互作用引起,包括普通感冒、流行性感冒、病毒性咽炎等[1−2]。由于引起URTI 的病原微生物绝大部分经口鼻进入机体,因此鼻黏膜屏障对于防御病原体进入机体至关重要。该屏障由机械屏障、化学屏障、微生物屏障和免疫屏障有机地结合在一起,共同阻止病原微生物对机体的侵袭[3]。鼻黏膜免疫功能低下是URTI 发生的重要原因,也与URTI反复发作密切相关[4−5]。银翘散源于清代医家吴鞠通《温病条辨》,被称为“辛凉平剂”,临床常用于治疗普通感冒、流行性感冒、急性支气管炎等疾病,疗效良好。课题组前期研究发现,银翘散可通过增强上呼吸道免疫屏障功能发挥预防及改善URTI 的作用[6−8],本研究中探讨了银翘散对模型小鼠鼻黏膜屏障功能低下的影响。现报道如下。
1 材料与方法
1.1 仪器、试药与动物
仪器:Infinite M200 PRO型酶标仪(瑞士Tecan公司);EPS −301型垂直电泳仪、Mini Trans −Blot®Cell型湿转仪,均购自美国Bio −Rad 公司;UVP凝胶成像分析系统(美国Bio Spectrum 公司);XS125A 型分析天平(瑞士Precisa公司)。
试药:BCA 蛋白浓度检测试剂盒(批号为090321211027)、RIPA 裂解液(批号为20211104)、过硫酸铵(APS)(批号为ST005)、TEMED(批号为ST728),均购自上海碧云天生物技术有限公司;吐温−20(德国Biofroxx 公司,批号为EZ6789B150);10%十二烷基硫酸钠(SDS,批号为G522KA5701)、二硫苏糖醇(DTT,批号为A620058 −0025),均购自生工生物工程(上海)股份有限公司;Tris(批号为1109U071)、1 mol/L Tris −HCl缓冲液(批号为20191217)、1.5 mol/ L Tris −HCl 缓冲液(批号为20211230)、甘氨酸(批号为1210J061),均购自北京索莱宝科技有限公司;免疫球蛋白A抗体(Anti −IgA,美国Novus Biologicals 公司,批号为NB7501);Rabbit Anti −Goat IgG(H+L)(批号为20000332)、Goat Anti −Rabbit IgG(H + L)(批号为20000373)、β −Actin Mouse McAb(批号为10021787)、紧密连接蛋白(Occludin)Rabbit PolyAb(批号为13409 −1 −AP),均购自美国Proteintech 公司;脂多糖(LPS,批号为068M4093V)、异硫氰酸荧光素(FITC)−葡聚糖(批号为CBW4630),均购自美国Sigma公司;水为去离子水。
饮片:金银花(批号为C180301)、连翘(批号为C180601)、桔梗(批号为C181001)、竹叶(批号为C190201)、生甘草(批号为C180501)、淡豆豉(批号为C190401)、牛蒡子(批号为C180801)、苇根(批号为C180901)、薄荷(批号为C181204)、荆芥穗(批号为C190701),均购自云南慈慧药业有限公司。
动物:SPF级雄性KM小鼠,5周龄,体质量18~20 g,购自成都达硕实验动物有限公司,实验动物生产许可证号SCXK(川)2020 −030,饲养于云南中医药大学动物实验室[SYXK(滇)K2017 −0005],饲养期间小鼠自由饮水,饲喂普通维持饲料。饲养环境:昼夜各半、循环照明,湿度恒定,温度为22~25 ℃。所有操作均符合云南中医药大学实验动物伦理学要求(审批号R −06202009)。
1.2 方法
1.2.1 药液制备
除薄荷和荆芥穗外,取其余药材饮片,加入12倍量的水,浸泡30 min,煎煮10 min,再将薄荷和荆芥穗倒入共煎5 min,滤过,取续滤液,45 ℃下旋蒸至所需浓度。4 ℃保存,使用时以温水预热,1周内使用[9]。
1.2.2 LPS 单次滴鼻刺激实验
分组与建模:将40只小鼠分为正常对照组(8只)和模型A 组(32 只)。模型A 组小鼠以LPS(2 mg/ kg,每20 g 体质量20 μL,每侧鼻腔各10 μL)单次滴鼻,正常对照组小鼠滴鼻等体积磷酸盐缓冲液(PBS)。
IgA 及Occludin 蛋白表达:采用Western blot 法。模型A 组滴鼻结束后1,3,5,7 d 时各取8 只小鼠,过量麻醉处死,剥取小鼠鼻黏膜,剪碎,加入1 mL RIPA 裂解液,冰上匀浆,14 000 r /min离心5 min,取上清,以BCA法检测蛋白浓度。SDS −PAGE电泳,电转,5%脱脂奶粉室温封闭1 h,清洗3次,加入一抗,4 ℃孵育过夜,清洗3次,加入二抗,室温振摇孵育1 h,清洗3次,加入ECL 化学发光试剂,显影、成像。将条带灰度值数字化,目的条带与内参条带灰度比值为各目的蛋白相对表达量。
1.2.3 LPS 连续滴鼻刺激实验
分组与建模:将40只小鼠分为正常对照组(8只)和模型B 组(32 只)。滴鼻剂量同1.2.2 项。模型B 组各取8 只小鼠分别连续1,3,5,7 d 滴鼻给药,每天1 次,均于末次滴鼻前1 h以FITC −葡聚糖滴鼻。正常对照组小鼠滴鼻等体积PBS。
IgA及Occludin蛋白表达:末次给药后处死小鼠,剥取鼻黏膜,按1.2.2 项下Western blot 法测定蛋白相对表达量。
鼻黏膜上皮屏障通透性:采用酶标仪测定小鼠血清葡聚糖水平,以评估小鼠鼻黏膜上皮屏障通透性,水平越高表明通透性越好。
1.2.4 银翘散对模型小鼠的影响
分组与建模:将32只小鼠分为正常对照组(等体积蒸馏水)、模型C组(等体积蒸馏水),以及银翘散低、高剂量组(相当于生药24.18 g/kg 和72.54 g/kg),各8 只。除正常对照组外(等体积PBS 滴鼻),其余组小鼠以LPS(剂量同1.2.2项)滴鼻后6 h灌胃相应药物(0.2 mL/10 g)或等体积蒸馏水,每天1次,连续7 d。
IgA及Occludin蛋白表达:末次给药后处死小鼠,剥取鼻黏膜,按1.2.2 项下Western blot 法测定蛋白相对表达量。按1.2.3项下方法评估小鼠鼻黏膜上皮屏障通透性。
1.3 统计学处理
采用SPSS 26.0 统计学软件分析。计量资料以±s表示。资料符合正态分布且各组方差齐,两组间比较行t检验,两组以上行单因素方差分析,两两比较行LSD−t检验;资料符合正态分布但各组方差不齐,或资料不符合正态分布且各组方差不齐,行Kruskal −Wallis非参数检验,两两比较,采用Bonferroni 法校正P值。P<0.05 为差异有统计学意义。采用GraphPad Prism 9.0软件作图。
2 结果
2.1 LPS 单次滴鼻后小鼠鼻黏膜组织中IgA 及Occludin 蛋白表达水平
与正常对照组比较,模型A 组小鼠鼻黏膜组织中IgA 蛋白表达水平仅在滴鼻后1 d 时显著降低(P<0.01),3,5,7 d时持续升高且3 d时基本恢复正常;Occludin蛋白表达水平仅在3 d时显著降低(P<0.01)。详见图1。
2.2 LPS 连续滴鼻后小鼠鼻黏膜组织中IgA及Occludin 蛋白表达、鼻黏膜上皮屏障通透性
A1,B1.电泳图 A2,B2.统计数据A.IgA B.Occludin注:与正常对照组比较,*P <0.05,**P <0.01。图2同。图1 LPS单次滴鼻后小鼠鼻黏膜组织中IgA,Occludin蛋白表达水平A1,B1.Electrophoretogram A2,B2.Statistical dataA.IgA B.OccludinNote:Compared with those in the normal control group,*P <0.05,**P <0.01(for Fig.1 −2).Fig.1 Expression levels of IgA and Occludin protein in nasal mucosa of mice after single nasal drip of LPS
与正常对照组比较,模型B 组予LPS 滴鼻1 次(1 d 1 次,下同)和连续滴鼻3 次时,小鼠鼻黏膜组织中IgA蛋白表达水平显著降低(P<0.01),连续滴鼻5,7次时,IgA 蛋白表达水平虽持续升高,但未恢复至正常水平;Occludin 蛋白表达水平在连续滴鼻3 次时显著降低(P<0.01)。与正常对照组比较,模型B 组连续滴鼻3,5,7次后,小鼠血清葡聚糖水平显著升高(P<0.05)。详见图2。
2.3 银翘散对模型小鼠相关指标的影响
与正常对照组比较,模型C 组小鼠鼻黏膜组织中Occludin 蛋白表达水平显著降低(P<0.01),血清葡聚糖水平显著升高(P<0.01);与模型C 组比较,银翘散低、高剂量组小鼠鼻黏膜组织中Occludin蛋白表达水平显著升高(P<0.05),血清葡聚糖水平显著降低(P<0.01);银翘散高剂量组小鼠鼻黏膜组织中IgA 蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。详见图3。
A1,B1.电泳图 A2,B2.统计数据A.IgA B.Occludin C.葡聚糖注:与正常对照组比较,△△P <0.01;与模型C组比较,#P <0.05,##P <0.01。图3 银翘散对模型小鼠相关指标的影响(±s,n=10)A1,B1.Electrophoretogram A2,B2.Statistical dataA.IgA B.Occludin C.DextranNote:Compared with those in the normal control group,△△P <0.01;Compared with those in the model group C,#P <0.05,##P <0.01.Fig.3 Effect of Yinqiao Powder on relevant indexes of model mice
3 讨论
鼻黏膜屏障功能低下是URTI 发病的重要原因,气管炎、支气管炎、肺炎等严重的下呼吸道感染也常始于URTI[10−11],故保持鼻黏膜屏障功能的完整性对于防治URTI 具有重要意义。有研究表明,IgA 有助于预防流感,鼻腔或血清中IgA含量较高的H1N1流感患者,恢复时间更短[12−13]。Occludin 蛋白是首个完整的形成紧密连接的跨膜蛋白[14−15],在维持上皮细胞紧密连接屏障中起关键作用,Occludin 蛋白缺失将导致大分子的选择通透性增加[16]。本研究结果表明,以LPS 分别单次滴鼻后第1 天和第3 天,小鼠鼻黏膜组织中IgA 和Occludin蛋白表达水平明显降低,随后开始升高至接近正常水平,说明LPS 单次刺激诱导的炎症较轻,免疫屏障和机械屏障破坏程度轻,容易恢复至正常水平。LPS 连续滴鼻诱导持续炎症刺激,滴鼻1 次和连续3 次时,小鼠鼻黏膜组织中IgA 蛋白表达水平明显降低,Occludin 蛋白表达水平在连续滴鼻3,5,7 次时明显降低,血清中FITC −葡聚糖水平升高,即鼻黏膜上皮屏障的通透性升高,说明持续的炎症刺激可降低鼻黏膜免疫屏障、机械屏障的功能,这为病原微生物的入侵提供了便利。
银翘散是治疗URTI 的代表方,具有辛凉透表、清热解毒的功效,用于温病初起、邪犯肺卫证。方中以金银花、连翘为君药,可疏散风热、清热解毒;薄荷、牛蒡子可辛凉解表、清利咽喉,桔梗可开宣肺气、止咳利咽,芦根、竹叶可清热生津,同为佐药;生甘草既可调和药性、护胃安中,又合桔梗清利咽喉,为佐使。现代药理学研究表明,银翘散具有一定的解热[17]、镇痛[18]、抗炎[19]、抗病毒[20]的作用。课题组前期研究表明,银翘散可明显降低寒冷刺激后模型大鼠血清中炎性因子水平,并能提高鼻黏膜局部免疫防御能力[21]。本研究结果表明,与模型C组比较,银翘散低、高剂量组小鼠鼻黏膜组织中IgA、Occludin蛋白表达水平明显升高,鼻黏膜上皮屏障通透性明显降低。
综上所述,银翘散可改善模型小鼠鼻黏膜免疫屏障功能,机制可能为促进鼻黏膜中Occludin 蛋白表达,降低鼻黏膜上皮屏障的通透性,从而提高鼻黏膜机械屏障功能。还可通过促进IgA 的表达,提高鼻黏膜免屏障功能。