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研究背景: 慢性阻塞性肺疾病(COPD)作为一种常见的慢性呼吸系统疾病,近年来其发病率和致残率日益上升,严重危害人类的健康,居全球死亡原因的第4位。COPD的特征是气流受限,而且气流受限不完全可逆、呈进行性发展,其发病与肺部对有害气体或有害颗粒的异常炎症反应有关。反复慢性炎症刺激、损伤及不完全性修复导致气道结构和功能的异常,平滑肌细胞增生、肥大,成纤维细胞增殖,胶原和氨基聚糖沉积,杯状细胞和黏液腺增生肥大且分泌旺盛等,进而引起气道重构,而气道炎症、气道重构将会促进气流受限的不断进展,而且难以逆转。深入探索气道重构的具体病理生理机制,设法阻断 COPD病变持续进展的这一关键链,已成为研究防治 COPD的热点。随着研究的深入开展,发现肺血管内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、肺泡巨噬细胞和肺泡Ⅱ型细胞等均可合成、分泌或表达一种或多种生长因子,这些生长因子在分子水平上影响平滑肌细胞增殖和细胞外基质沉积,它们所发挥的作用正日益受到关注。近年来国内外开始探索血管内皮生长因子(VEGF)在COPD气道重构和血管重构中的作用。 对于气道重构的防治,至今尚缺乏安全有效的药物。中医药多途径、多环节、多靶点治疗特色决定了其在防治COPD气道重构方面具有独特优势。经过二十多年临床实践与应用,证明具有温肾益气、清热活血功效的名老中医经验方——“温肾益气颗粒”,确能改善COPD病人临床症状,减少急性发作次数。温肾益气颗粒是否具有调节VEGF在支气管肺组织中的表达,进而干预气道重构的作用,有必要作进一步的研究。为此,首先需要建立一个理想的动物模型,目前比较公认的是慢性烟熏联合气道内滴入脂多糖(LPS)双因素造模法。这种造模方法能够比较理想地构建具有气道重构现象的、与人类发病较为相符的COPD动物模型。 研究目的: 在建立具有气道重构现象的 COPD大鼠模型的同时,观察温肾益气颗粒对 COPD大鼠模型气道重构的干预作用以及对VEGF-A表达的影响,以深入探讨名老中医经验方的作用机制,为进一步推广该中药制剂提供实验依据。 研究方法: 1.将50只健康雄性SD大鼠(清洁级),体重150±20g,随机分为5组,即正常对照组、模型组、温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组,每组10只。 2.模型组、温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组烟熏10周,分别于造模第1、28天每只大鼠气道内滴入内毒素脂多糖(LPS)200μg。 3.温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组同时从造模第29天开始胃饲受试药物至第70天结束,用量依次分别为8.4g/kg、4.2g/kg、2.1g/kg。 4.取右下叶肺组织用10%中性缓冲甲醛液固定,分别行HE染色,Masson三色染色和免疫组化检测。运用病理图像分析仪软件,测量基底膜周长、细支气管总面积、细支气管腔面积、单位面积平均肺泡数、平均肺泡面积,测定气道壁胶原的面积,测定VEGF在大鼠支气管壁的阳性表达强度和表达面积。 5.右肺中叶予提取总RNA,逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测VEGF-AmRNA的表达量。 6.采用SPSS16.0统计软件分析处理实验数据。 结果: 1.模型组动物体重增长与正常对照组比较明显减缓,温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组对COPD大鼠体重增长均无明显作用。 2.光镜下模型组可见细支气管纤毛粘连倒伏,部分上皮细胞剥脱、变性坏死,杯状上皮细胞增生,且气管粘膜下层、肌层出现不同程度的淋巴细胞、巨噬细胞等浸润现象;细支气管管壁增厚,肺泡管呈囊状扩张,肺泡间隔断裂,肺泡腔明显不规则膨大。温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组与模型组比较单位面积平均肺泡数明显增加而平均肺泡面积明显减小,但仍与正常对照组有显著差异,治疗组各组间未见明显差别。温肾益气颗粒高、中剂量治疗组能明显减轻炎症细胞浸润,且对小气道壁的增厚有明显抑制作用,但低剂量治疗组对小气道壁增厚未见明显抑制作用,炎症细胞浸润亦未见明显减轻。 3. Masson染色见模型组细支气管壁胶原较正常对照组明显增多,温肾益气颗粒高剂量治疗组则可明显抑制小气道壁胶原的增加,但中、低剂量治疗组未见明显的抑制作用。免疫组化显示模型组支气管壁VEGF蛋白高表达,明显高于正常对照组。温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组支气管壁VEGF蛋白表达均明显低于模型组,但均高于正常对照组,各组之间未见明显差别。 4.模型组支气管肺组织VEGF-A mRNA表达显著增高。温肾益气颗粒高、中、低剂量干预治疗后VEGF-A mRNA表达明显降低,各组间干预效果无明显差别。与正常对照组比较,温肾益气颗粒高、中、低剂量治疗组VEGF-A mRNA表达明显增高。 结论: 1.慢性烟熏联合气道内滴入 LPS双因素造模法能够较好地复制出具有气道重构特点的COPD动物模型。 2. VEGF-A的高表达可能参与了COPD大鼠的气道重构过程,研究其调控过程将有助于探索COPD复杂的发病机制。 3.中药温肾益气颗粒可以减轻气道重构,其机制可能与调节 VEGF-A在气道的表达有关。 4.温肾益气颗粒不同剂量之间未能显示出明确的量效关系,有待进一步研究。