氨溴索對 COPD大鼠肺組織病理形態及其 COX-2表達的影響

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(1青島市第三人民醫院,山東青島 266041;2青島大學醫學院)

目前認為慢性阻塞性肺疾病(COPD)發病與氣道炎癥、氧化反應等因素有關[1]。氨溴索是一種較新的黏液溶解劑,具有呼吸道潤滑、祛痰、抗氧化、清除氧自由基及抑制炎性細胞因子等作用[2,3]。2008年 4月～2010年 9月,本研究建立了大鼠 COPD模型,觀察了氨溴索對 COPD大鼠模型肺組織病理改變及其 COX-2表達的影響。現報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 Wistar大鼠由青島市藥檢所動物養殖中心提供;COX-2大鼠單克隆抗體;SP免疫組化染色試劑盒。

1.2 動物分組與 COPD模型的建立 健康雄性Wistar大鼠 32只,鼠齡 12周,體質量(240±20)g,清潔級。隨機分為以下 3組:①對照組:8只,室內正常喂養,腹腔內注射滅菌生理鹽水 1 ml,1次/d,共 40 d。②模型組:12只,用香煙熏吸加氣管內注射 LPS法建立 COPD模型。分別于第 1、21天向大鼠氣管內注入 LPS各 200μg(共 200μl),第 2～20天、第 22～40天將大鼠置于密閉有機玻璃熏箱內,注入香煙煙霧,每次 10支香煙,持續 2 h,2次/d。第 1～40天腹腔注射滅菌生理鹽水 1 ml,1次/d。光鏡及電鏡下觀察后判定模型建立情況。③氨溴索組:12只,在建立大鼠 COPD模型的第 10天起每天腹腔注射氨溴索 40 mg/kg,1次/d,共 40 d。

1.3 動物處理及肺組織形態學觀察 40 d后對大鼠行腹腔麻醉,常規灌流固定后解剖,將肺組織離體,甲醛固定,常規石蠟切片,HE染色,光鏡觀察肺組織上皮結構、纖毛、肺泡的變化情況;每組各切取3份截面約 2 mm×10 mm的肺組織條,固定、脫水、包埋、切片、染色后透射電鏡下觀察。

1.4 肺組織中 COX-2的測定 采用免疫組化 SP法。PBS液代替一抗作陰性對照。每組動物取 15張切片,以細胞質出現棕黃色顆粒為 COX-2陽性。每張切片選取 5個視野,取平均吸光度值表示COX-2相對表達量。

1.5 統計學方法 采用 SPSS11.0統計軟件。樣本均數比較用單因素方差分析。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠肺組織形態學觀察結果 光鏡下觀察,對照組大鼠支氣管肺組織上皮結構完整,支氣管纖毛排列整齊;肺泡結構完整,無氣腫以及炎癥,大小均勻一致。模型組大鼠支氣管纖毛柱狀上皮細胞部分剝脫,纖毛粘連、倒伏、變性和壞死;肺泡擴張,融合,部分可見肺大泡,肺泡隔明顯增厚,其中可見炎細胞浸潤和毛細血管擴張充血。氨溴索組大鼠肺泡有部分擴張、少量炎性細胞浸潤、纖毛粘連、倒伏、變性較模型組明顯減輕。電鏡下觀察,模型組大鼠支氣管肺組織及各級支氣管上皮細胞纖毛明顯脫失、減少、紊亂,有的變形甚至壞死;上皮細胞表面微絨毛減少,胞質內線粒體腫脹,游離核糖體減少,內質網擴張;肺泡腔內巨噬細胞溶酶體增多,肺泡壁纖維組織彌漫性增生,Ⅱ型肺泡上皮細胞內板層體空泡化。氨溴索組大鼠纖毛脫失、減少、紊亂不明顯,無壞死情況;肺泡腔內可見少許巨噬細胞溶酶體;肺泡壁纖維組織增生較輕,較模型組明顯減輕。

2.2 各組肺組織中 COX-2的表達比較 對照組、模型組、氨溴索組大鼠肺組織 COX-2相對表達量分別為 0.187±0.019、0.557±0.042、0.314±0.025,組間相比,P均 ＜0.01。

3 討論

COPD是一種具有氣流受限特征的與氣道重塑有關的慢性炎癥性疾病,與肺部對香煙煙霧等有害氣體或有害顆粒的異常炎癥反應有關。近年來,國內外學者對 COPD氣道重塑的藥物干預作了初步的研究,目前臨床常用的有茶堿類藥物、抗膽堿能藥物及 β受體激動劑等[4]。有關黏液溶解劑干預 COPD的報道較少見。本研究選用氨溴索這一新型黏液溶解劑對 COPD進行干預,結果顯示,與模型組相比,氨溴索組光鏡下大鼠肺泡有部分擴張、少量炎性細胞浸潤、纖毛粘連、倒伏、變性,較模型組明顯減輕;電鏡下纖毛脫失、減少、紊亂不明顯,無壞死情況,肺泡腔內可見少許巨噬細胞溶酶體;肺泡壁纖維組織增生較輕,肺組織病理學改變明顯減輕,提示氨溴索可以抑制 COPD進展。

環氧合酶(COX)是花生四烯酸合成前列腺素的限速酶。哺乳動物中 COX有兩種同工酶,即COX-1和 COX-2。COX-1在許多正常組織持續表達并維持正常生理功能,而 COX-2在大多數組織中不表達或低表達,是經刺激迅速產生的誘導酶,即由各種損傷性化學、物理和生物因子誘導而產生,進而催化前列腺素合成,參與炎癥反應[5,6]。目前已證實COX-2在肺癌、胃癌以及直腸癌等多種腫瘤組織的原發灶和轉移灶中過表達。

最近研究表明,COX-2可在支氣管上皮細胞和肺泡上皮細胞中誘導表達。Taha等[7]的研究顯示,COX-2在 COPD和哮喘患者的誘導痰液及支氣管肺泡灌洗液(BALF)中表達明顯增加。本研究結果顯示,COX-2在模型組、氨溴索組大鼠肺組織中的相對表達量均高于對照組,提示 COX-2在 COPD的發生發展過程中有重要作用。究其機制,我們推測,在COPD中,大量的炎性細胞以及由炎癥反應釋放的炎性因子等因素可直接或間接引起 COX-2表達升高,這與其他學者的研究結果是一致的[8],但具體機制有待進一步探討。本研究中,氨溴索組大鼠肺組織 COX-2表達較模型組低,提示氨溴索能降低COX-2在 COPD肺組織中的表達。這可能與氨溴索具有抑制炎性細胞因子、抑制炎癥反應等作用有關。同時也說明氨溴索可能是通過降低肺組織中 COX-2的表達從而干預 COPD進展,為臨床上應用氨溴索治療 COPD提供了依據。

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