竹荪多糖对卵清蛋白诱导的哮喘小鼠肺功能及气道炎症的影响

【摘要】目的：研究竹荪多糖对哮喘小鼠肺功能及气道炎症的影响。方法：将60只BALB/c小鼠随机分为六组（n=10）：空白对照组、哮喘模型组（OVA）、地塞米松组（10mg/kg，阳性对照物）、竹荪多糖低剂量组（100mg/kg）、竹荪多糖中剂量组（200mg/kg）和竹荪多糖高剂量组（400mg/kg）。测定小鼠呼吸系数阻力、呼吸系统顺应性、支气管肺泡灌洗液炎性细胞数量和肺组织相关炎症因子水平。结果：与哮喘模型组比较，竹荪多糖高剂量组呼吸系数阻力更低，呼吸系统顺应性更高，支气管肺泡灌洗液中炎性细胞总数、巨噬细胞计数、嗜酸性粒细胞计数、淋巴细胞计数和中性粒细胞计数更低，P<0.05；与哮喘模型组比较，竹荪多糖低剂量组、竹荪多糖中剂量组和竹荪多糖高剂量组小鼠BALF上清液中IL-4、IL-5和IL-13水平明显更低（P<0.01），而IFN-γ水平明显更高（P<0.05）。结论：竹荪多糖可显著改善哮喘小鼠肺功能和肺部炎症，对哮喘小鼠具有明显的保护作用。

【关键词】竹荪多糖；哮喘；肺功能；炎症因子

基金项目：山西省基础研究计划（自由探索类）项目《基于TAK-779失活CCR5抑制P13K/AKT/mTOR通路影响支气管上皮细胞自噬作用的研究》；山西省回国留学人员科研资助项目《树突状细胞CC趋化因子受体7的表达在烟雾暴露影响哮喘免疫炎症机制中的作用研究》 （2014-重点8）

Effects of Dictyophora polysaccharide on lung function and airway inflammation in ovalbumin induced asthma mice

CAO Wen1， WEI Siang2， WANG Jialin3， ZHAO Jinpeng3

1. Department of Respiratory and Critical Care Medicine， Shanxi Provincial People’s Hospital， Taiyuan， Shanxi 030012， China； 2.Beijing Bioscience Biomedical Technology Co.， Ltd， Beijing 100000， China； 3.College of Life Sciences， Shanxi Agricultural University， Taigu， Shanxi 030801， China

【Abstract】Objective：To study the effects of Dictyophora polysaccharide on lung function and airway inflammation in asthmatic mice.Methods：Sixty BALB/c mice were randomly divided into six groups （n=10）：The blank control group，the asthma model group（OVA），the dexamethasone group （10 mg/kg，positive control），the low dose Dictyophora polysaccharide group （100 mg/kg），the medium dose Dictyophora polysaccharide group （200 mg/kg） and the high dose Dictyophora polysaccharide group （400 mg/kg）.The respiratory coefficient resistance，respiratory system compliance，the number of inflammatory cells in Bronchoalveolar lavage fluid and the levels of lung tissue related inflammatory factors were measured in mice.Results：Compared with the asthma model group，the respiratory coefficient resistance in the high dose Dictyophora polysaccharide group was lower，the respiratory system compliance was higher，and the total number of inflammatory cells，macrophages count，eosinophils count，lymphocytes count and neutrophils count in bronchoalveolar lavage fluid were lower，P<0.05；Compared with the asthma model group，the levels of IL-4，IL-5 and IL-13 in mouse BALF supernatant in the low dose Dictyophora polysaccharide group，the medium dose Dictyophora polysaccharide group and the high dose Dictyophora polysaccharide group were significantly lower （P<0.01），while the levels of IFN-γ were significantly higher （P<0.05）.Conclusion：Dictyophora polysaccharide can significantly improve lung function and lung inflammation in asthmatic mice，and have an obvious protective effect on asthmatic mice.

【Key？Words】Dictyophora polysaccharide； Asthma； Lung function； Inflammatory factors

哮喘是一种慢性呼吸道疾病，其特征是气道高反应性、炎症浸润和粘液过度分泌[1]。白细胞介素（IL）-4、IL-5和IL-13是2型辅助性T细胞（Th2）分泌的细胞因子，与气道中的嗜酸性粒细胞增多，共同导致过敏性哮喘中的气道高反应[2]。竹荪多糖是从竹荪中提取的，具有抗炎[3]和抗肿瘤作用[4]。本研究通过以卵清蛋白诱导的哮喘模型小鼠为研究对象，探讨竹荪多糖对过敏性哮喘的治疗作用，以期为治疗哮喘提供新的理论依据及药物。

1. 材料与方法

1.1 动物

从北京斯贝福生物科技有限公司订购60只SPF级BALB/c小鼠（6周，20～25g）。动物被饲养在SPF级动物房中，12h/12h光/暗循环，相对湿度为40%～70%，平均温度为25℃。所有实验按照ARRIVE指南进行。该研究得到了山西省人民医院动物伦理委员会批准。

1.2 药物与试剂

OVA（麦克林公司），氢氧化铝（sigma公司），竹荪多糖（成都普思生物科技股份有限公司），地塞米松（广东南国药业有限公司），IL-4、IL-5、IL-13和IFN-γ ELISA试剂盒（上海梵态生物科技有限公司），瑞氏-姬姆萨复合染液（sigma公司）等。

1.3 造模与分组

在第1d和第14d，通过腹腔注射OVA（20μg），将其与氢氧化铝（2mg）混合，诱导小鼠哮喘模型。有六组小鼠，每组10只，即空白对照组（正常对照组）、哮喘模型组（OVA致敏组）、地塞米松组（10mg/kg）、竹荪多糖低剂量组（100mg/ kg）、竹荪多糖中剂量组（200mg/kg）和竹荪多糖高剂量组（400mg/kg）[5]。

1.4 肺功能检测

暴露支气管，做T型切口插管，连接肺功能震荡仪测定呼吸系数阻力和呼吸系统顺应性。

1.5 肺泡灌洗液收集及BALF计数

离心支气管肺泡BALF（4℃，1500rpm/min，7min），上清液保存在-20℃备用，使用ELISA检测，细胞沉淀用于分类计数。使用瑞氏-姬姆萨复合染液分类计数各组小鼠BALF细胞[嗜酸性粒细胞（Eos）、淋巴细胞（Lym）、巨噬细胞（Mac）、中性粒细胞（Neu）]。

1.6 ELISA检测BALF细胞气道炎症因子

使用上海梵态生物科技有限公司试剂盒（IL-4、IL-5、IL-13和IFN-γ）测定BALF细胞中的IL-4、IL-5、IL-13和IFN-γ水平。实验方法按照试剂盒说明书方法操作。

1.7 统计学分析

采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析。计数资料采用（%）表示，进行x2检验，计量资料采用（x±s）表示，进行t检验，P<0.05为差异具有统计学意义。

2. 结果

2.1 竹荪多糖对小鼠呼吸功能的影响

如图1A所示，与空白对照组相比，哮喘模型组呼吸系数阻力显著更高（P<0.01）；与哮喘模型组比较，地塞米松组和竹荪多糖高剂量组呼吸系数阻力显著更低（P<0.05）。如图1B所示，与空白对照组相比，哮喘模型组小鼠呼吸系统顺应性显著更低（P<0.01）；与哮喘模型组相比，地塞米松组和竹荪多糖高剂量组小鼠呼吸系统顺应性均显著更高（P<0.05）。

2.2 竹荪多糖对哮喘小鼠BALF中细胞的影响

与空白对照组相比，哮喘模型组小鼠BALF的细胞总数、嗜酸性粒细胞计数、巨噬细胞计数、淋巴细胞计数以及中性粒细胞计数明显更高（P<0.01）；与哮喘模型组相比，竹荪多糖高剂量组小鼠BALF的细胞总数、嗜酸性粒细胞计数、巨噬细胞计数、淋巴细胞计数以及中性粒细胞计数明显更低，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.3 竹荪多糖对哮喘小鼠气道炎症的影响

与空白对照组比较，哮喘模型组小鼠IL-4、IL-5和IL-13水平明显更高，而IFN-γ水平明显更低（P<0.01）；与哮喘模型组比较，竹荪多糖低剂量组、竹荪多糖中剂量组和竹荪多糖高剂量组小鼠BALF上清液中IL-4、IL-5及IL-13水平明显更低，而IFN-γ水平明显更高（P<0.05）。见表2。

3讨论

本研究结果表明，竹荪多糖能够显著改善小鼠的呼吸功能（呼吸系数阻力和呼吸系统顺应性），并减少气道炎症细胞数量，降低细胞因子IL-4、IL-5和IL-13水平，提高IFN-γ表达水平。相较于地塞米松组，竹荪多糖高剂量组在减少气道炎症上表现出更好的效果。

在本研究中，竹荪多糖逆转了肺脏炎症的增加，这表现为支气管肺泡灌洗液中炎症细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞）的减少。OVA诱导的哮喘模型中，使用竹荪多糖口服治疗可减少肺阻力的进行性增加并恢复肺顺应性，表明在呼吸力学方面具有功能益处。

哮喘是一种主要以Th2型细胞分泌因子增加为主的疾病，BALF血清中富含IL-4、IL-5和IL-13。本研究结果显示，OVA刺激导致BALF中IL-4、IL-5和IL-13水平显著增加，而IFN-γ水平降低，通过口服竹荪多糖恢复到基线水平，与灌胃地塞米松治疗的水平相当。IL-4和IL-13是过敏性炎症中的关键细胞因子，这些细胞因子的释放导致B淋巴细胞产生免疫球蛋白E，引起肌肉收缩和慢性炎症，导致哮喘症状。IL-4和IL-13可触发B细胞转换和降低IFN-γ的产生，促进杯状细胞化生和粘液生成，并调节气道平滑肌细胞功能和不受控制的持续性哮喘的发展[6]。此外，已知IL-4、IL-5和IL-13是许多效应细胞的化学引诱剂或激活剂，并负责炎症细胞的肺部积聚。研究发现竹荪多糖减弱了支气管和血管周围炎症细胞的浸润，这主要表现为BALF中白细胞计数的减少。总之，这些数据表明，竹荪多糖可能通过调节2型免疫反应对哮喘发挥治疗益处。

综上，竹荪多糖可能具有潜在的治疗哮喘的作用，可以作为一种潜在的药物候选物。

参考文献

[1] 李雪花，张彦全.孟鲁司特联合布地奈德治疗小儿支气管哮喘的疗效及对肺功能、T淋巴细胞亚群、炎性因子的影响[J].临床合理用药，2024，17（23）：142-145.

[2] 王飞，季涛云，王亚军，等.咳嗽变异性哮喘患儿血清总IgE、VEGF、IL-4、IL-5、IL-13及外周血EOS表达水平与临床意义[J].临床肺科杂志，2019，24（2）： 266-270.

[3] 王茂行，胡俊峰，李昌哲，等.竹荪多糖对砷中毒大鼠肝脏IL-6和TNF-α水平的影响[J].贵州医科大学学报，2022，47（2）：191-196.

[4] 廖文镇.竹荪多糖的化学结构、生物活性及其功能化抗肿瘤药物的研究[D].广州：华南理工大学，2015.

[5] 王益.基于蛋白质组学探究砷中毒大鼠肺损伤的作用机制及竹荪多糖的干预效果[D].贵阳：贵州医科大学，2023.

[6] 商艳，胡振林，李强，等.BCG-DNA对哮喘患者外周血单个核细胞IFN-γ和IL-4产生的作用[J].第二军医大学学报，2004（7）：718-720.