白细胞介素10(IL-10)治疗哮喘大鼠的机制及疗效的研究

来源 :泸州医学院 西南医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ff927
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目的:不同剂量的外源性IL-10(interleukin-10)腹腔注射于SD大鼠哮喘模型,与地塞米松对照;通过观察哮喘动物的治疗反应,检测肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid BALF)中嗜酸性粒细胞(eosinophile granulocyte EOS)的百分计数,血清与BALF中IL-10、IgE浓度的变化,肺气道炎症及肺泡上皮细胞超微结构的改变;探讨外源性IL-10对哮喘动物模型的治疗效果、合适的剂量、可能存在的优越性和毒副作用;目的是为外源性IL-10临床治疗哮喘的应用价值提供理论基础和实验依据。 方法: 1,实验对象为SD大鼠,健康的SPF级SD大鼠96只,雄性,月龄4~6周,体重180±20克; 2,哮喘动物模型的复制:在实验第1天和第8天,用卵清蛋白(ovalbumin OVA)致敏SD大鼠,分别每只大鼠腹腔内注射1m110%OVA凝胶,第15天开始雾化吸入1%卵清蛋白溶液激发,每天1次,每次20分钟,反复激发7天,其中A组(正常对照组,致敏前随机取6只)大鼠的腹腔注射及雾化吸入均用生理盐水对照; 3,在实验第21天将已成功建立的哮喘动物模型用随机数字表法随机分为5组(每组18只):B组(哮喘对照组),C组(地塞米松治疗组),D组(小剂量外源性IL-10治疗组),E组(中剂量外源性IL-10治疗组),F组(大剂量外源性IL-10治疗组),加上A组(正常对照组)共6组; 4,外源性给药治疗:实验第21天(雾化吸入第7天),在雾化吸入激发后,C组腹腔注射地塞米松0.4mg/kg,D组腹腔注射外源性IL-10 10pg/kg,E组腹腔注射外源性IL-10 40p/kg,F组腹腔注射外源性IL-10 80pg/kg,A、B组腹腔注射生理盐水1ml; 5,提检标本:分别于注射药物后12h、24h、48h(每组每时点取6只大鼠,其中A组只取12h),用1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后开胸; ①直接右心室穿刺取血(每只取血量约6~8ml),在4℃冰箱中自然凝固后离心取血清,用各自ELISA试剂盒分别测定血清中IL-10、IgE浓度; ②结扎右主支气管并取右肺中叶放入4%多聚甲醛固定液中,1周后送病理常规切片,观察肺组织炎症情况; ③取右肺中叶小块组织(1mm3),立即放入2%戊二醛中固定,送电镜室切片,观察肺组织超微结构变化; ④经气管切口插管至左肺,用4ml生理盐水反复灌沈左肺,回收BALF后离心,用各自ELISA试剂盒分别测定BALF上清液中IL-10、IgE浓度,并取离心沉渣作细胞涂片,计算BALF中嗜酸性细胞(EOS)百分率;6,统计学方法:所有计量资料用均数±标准差((X)±S)表示,用SPSS11.5和Excel2000等统计软件对检测结果进行统计分析。 结果: 1,用OVA致敏并激发后,大鼠均出现呼吸急促、烦躁不安、腹式呼吸、唇爪紫绀、流涕等喘息症状。 2,注射药物后地塞米松治疗组与中剂量外源性IL-10治疗组喘息症状均有明显减轻,持续时间缩短,外源性大剂量IL-10治疗组则精神明显萎靡、呼吸微弱、活动进食减少,外源性小剂量IL-10治疗组喘息症状改善则不明显。 3,BALF中EOS检测结果: ①正常对照组BALF中偶见单核细胞和脱落上皮细胞; ②同时点比较,哮喘对照组EOS分类计数明显高于地塞米松治疗组及中剂量外源性IL-10治疗组,P<0.01,表明中剂量外源性IL-10有下调BALF中EOS浸润的作用,小剂量外源性IL-10则无(P=0.636>0.05); ③大剂量外源性IL-10组BALF中见大量中性粒细胞、红细胞和脱落上皮细胞。 4,肺组织病理变化:光镜下 ①A组肺组织结构正常,各级支气管上皮完整、肺泡间隔正常、无炎性细胞浸润; ②B组肺组织气道粘膜水肿、粘膜皱壁增多、粘膜下及管周有大量EOS浸润、气道上皮细胞脱落、管腔变窄、腔内较多分泌物、肺泡内可见红细胞与中性粒细胞,符合哮喘的病理特征改变; ③C组与E组肺组织炎症程度轻,气道水肿不明显,气道腔内少量分泌物,无明显EOS浸润; ④D组肺组织炎症反应类似B组,气道壁仍水肿和EOS浸润,随时间延长炎症改善也不明显; ⑤F组肺气道壁中多见中性粒细胞浸润,气道腔内可见脱落上皮细胞及血性分泌物。 5,电镜变化: ①A组肺泡间质无异常,肺泡Ⅰ、Ⅱ型上皮细胞(tape Ⅰ alveolarepithelial AT-Ⅰ,tape Ⅱ alveolar epithelial AT-Ⅱ)形态及胞内板层体正常; ②B组肺泡间质炎性细胞浸润,AT-Ⅰ、Ⅱ线粒体改变,纤毛脱落,AT-Ⅱ中板层体完全空泡化,D组空泡化减轻; ③C组及E组肺泡表面物质层连续,AT-Ⅰ、Ⅱ正常,AT-Ⅱ中板层体空泡化程度轻; ④F组Ⅱ型上皮细胞脱落,板层体消失,纤毛变性,局部胞质坏死。 6,ELISA检测结果: ①B组BLAF中IL-10浓度比正常对照组低(P=0.001<0.01),是负调节因子表明哮喘急性发作时,早期给予外源性IL-10理论上有控制或缓解哮喘发作的作用; ②B、C、D、E组的BALF中IgE浓度明显高于A组,表明药物不能即刻缓解哮喘炎症反应,外源性IL-10也不例外; ③D组与C组同时点比较,PD12-C12=0.732>0.05,故小剂量外源性IL-10对哮喘大鼠气道IgE的产生没有抑制作用,而 E 组与同时点 C 组比较,PE12-C12=0.048<0.05,PE48-C48=0.000<0.01,且E组各时点BALF中IgE平均浓度均比C组低,表明中剂量外源性IL-10有调节哮喘发作时IgE分泌减少的作用,效应比地塞米松更强; ④在E组,不同时点BALF中IL-10浓度均明显升高(P=0.000<0.01),且随时间延长浓度进行性升高,没有峰值PE24-12=0.877>0.05,PE48-24=0.022>0.01,表明适合剂量的外源性IL-10治疗哮喘时比地塞米松更可能缩短病程; ⑤在哮喘速发相(12h),B组血清中IL-10浓度降低(P12=0.000<0.01),IgE升高(P12=0.000<0.01),表明血清中细胞因子(IL-10、IgE)可作为哮喘发作的判断指标; ⑥在E组,给予中剂量外源性IL-10后,血清中细胞因子IL-10、IgE浓度变化在速发相(12h)和迟发相(24h)与哮喘(B 组) 自然病程相反,血清中 IL-10 升高(PC12-B12=0.000<0.01,PE12-B12=0.000<0.01) ,而 IgE 降低(PC12-B12=0.003<0.01,PE12-B12=0.012<0.05),D组无此变化(与B组比较P=0.092>0.05),说明中剂量外源性IL-10具有细胞因子水平调节哮喘转归的作用; ⑦在E组的不同时点,血清IgE P48-24=0.800>0.05,血清IL-10 P24-12=0.281>0.05,P48-12=0.099>0.05,表明中剂量外源性IL-10对血清细胞因子IgE、IL-10的影响较短暂,治疗哮喘时可能要多次给药,才能维持疗效。 结论: 1,SD大鼠经卵清蛋白反复致敏与激发后可建立理想的哮喘动物模型; 2,合适剂量的外源性IL-10能调节哮喘气道EOS的浸润,对哮喘大鼠的气道炎症有改善作用; 3,外源性IL-10对哮喘气道细胞因子网络有负向调理作用,在缓发相,血清及BLAF中IL-10升高、IgE降低,促进哮喘缓解,这可能是外源性IL-10对治疗哮喘大鼠的一个重要机制,其效应比地塞米松更强,提示有哮喘治疗的临床应用价值; 4,血清工L-10、IgE不同时点浓度的变化能反应哮喘发展趋势,可作为哮喘发展或转归的血清学监测指标,但BLAF标本的取得不及血清容易; 5,外源性IL-10对哮喘大鼠气道炎症的控制有合适的剂量范围,且作用短暂,需要多次给药以维持疗效; 6,大剂量外源性IL-10有肺损伤作用。
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