卷柏總黃酮對支氣管哮喘大鼠氣道的影響*

黃妮雯， 宋盛仁， 杜　娟

(貴州醫科大學附院 呼吸內科, 貴州 貴陽　550004)

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卷柏總黃酮對支氣管哮喘大鼠氣道的影響*

黃妮雯， 宋盛仁， 杜娟*

(貴州醫科大學附院 呼吸內科, 貴州 貴陽550004)

[摘要]目的： 觀察卷柏總黃酮(TFST)對哮喘大鼠氣道炎癥的影響，并探討其可能機制。 方法： 將48只雄性SD大鼠隨機分為對照組、哮喘模型組、TFST組，哮喘組與TFST組腹腔注射及霧化吸入卵蛋白誘導大鼠哮喘發作，TFST組預先給予TFST干預，對照組給予生理鹽水；酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測各組肺泡灌洗液(BALF)中白細胞介素-5(IL-5)水平，并進行炎性細胞計數，SABC免疫組織化學法檢測氣道上皮細胞信號轉錄因子與轉錄活化因子1(STAT1)的表達，并對各指標的關系進行相關性分析。結果： TFST組大鼠氣道炎癥病理改變較哮喘組減輕，BALF中IL-5水平、白細胞總數(WBC)、嗜酸性粒細胞數(EOS)及支氣管上皮細胞STAT1表達水平低于哮喘組(P<0.01)； BALF中IL-5水平與氣管上皮細胞STAT1水平呈正相關(r=0.56，P<0.05)。結論： TFST可降低哮喘大鼠IL-5的表達和炎性細胞聚積，與抑制STAT1的表達有關。

[關鍵詞]卷柏總黃酮； 哮喘； 炎癥； 信號轉錄因子與轉錄活化因子1； 白細胞介素-5

氣道慢性炎癥是哮喘基本的病理生理學特征之一[1]，而白細胞介素-5(IL-5)的過度表達和持續作用可導致氣道的慢性炎癥[2]。信號轉導子和轉錄激活子(signal transducer and activator of transcription ，STAT)家族可在多種類型的組織及細胞中表達[3]，且具有眾多生物學功能，哮喘時STAT表達水平或功能可能異常[4]。STAT成員之一STAT1在哮喘的發生發展中起著重要的作用，哮喘支氣管上皮細胞STAT1上調，并可誘導產生多種細胞因子如IL-5、白細胞介素-6、粒-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)等，進一步使氣道炎癥細胞聚集[5]。卷柏為蕨類卷柏科卷柏屬植物，卷柏總黃酮(total flavonoids ofSelaginellatamariscina, TFST)為其主要活性成分[6]，具有抗炎抗腫瘤、抑菌抗病毒等多種作用，并可用于哮喘的治療[7]，但其作用機制尚不清楚。本研究探討TFST在調控哮喘氣道炎癥中的作用及可能機制。

1材料與方法

1.1材料

卷柏總黃酮購于吉林天藥藥物研發有限公司植物化學研究室，卵蛋白購于美國 sigma公司，白介素5(IL-5)ELISA試劑盒、SABC免疫組化染色試劑盒購于碧云天生物技術研究所。

1.2方法

1.2.1分組及造模健康雄性SD大鼠 48 只(貴州醫科大學實驗動物中心)，隨機均分為正常對照組、哮喘組及TFST組(每組16只)。哮喘組及TFST組大鼠腹腔注射含氫氧化鋁200 mg及卵蛋白100 mg的1 mL混合液致敏，之后兩周給予卵蛋白超聲霧化激發，每天1次；TFST組大鼠在每次激發前30 min，給予卷柏總黃酮混懸液800 mg/kg灌胃，連續2周；對照組大鼠腹腔注射及霧化吸入生理鹽水。于給藥后第14天處死各組大鼠，并檢測相應指標。

1.2.2獲取大鼠支氣管肺泡灌洗液(bronchoalve-olar lavage fluid,BALF)用1%戊巴比妥鈉以33 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠，打開胸腔后首先結扎右主支氣管并于大鼠氣管下部做橫切口,經切口注入4 mL滅菌生理鹽水灌洗左肺15 s后回吸得到BALF。將獲取的BALF離心，用生理鹽水重懸加入血細胞計數器，在顯微鏡下計數WBC，按照各類細胞百分比計算嗜酸性粒細胞數(EOS)。

1.2.3氣管壁及壁旁肺組織EOS浸潤密度取各組大鼠右肺中葉組織于多聚甲醛中固定后脫水、包埋、切片，行HE染色，400倍光鏡下觀察支氣管壁及其壁旁肺組織EOS的浸潤情況；隨機選取10個視野計數EOS，取各視野的平均值作為代表值。

1.2.4IL-5測定BALF離心后取其上清液,用ELISA測定IL-5水平，嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.2.5STAT1表達采用鏈霉親和素-生物素復合物(SABC)法對氣道上皮細胞進行STAT1免疫組織化學染色，按試劑盒說明書測定STAT1表達。細胞內出現明顯的黃色顆粒為陽性細胞，陽性細胞數<10%為(-)，10%～<25%為(+)，25%～50%為(++)，>50%為(+++)。

1.3統計學方法

2結果

2.1一般情況

造模后，哮喘組大鼠均出現明顯煩躁、呼吸短促、腹肌快速抽搐、咳嗽等哮喘發作癥狀；TFST組大鼠發作程度明顯較哮喘組減輕，對照組大鼠無明顯哮喘發作癥狀。

2.2BALF中WBC及EOS數量、IL-5水平

TFST組BALF中IL-5水平及WBC及EOS數量低于哮喘組，而高于正常對照組。見表1。

表1　3組大鼠BALF中IL-5水平、炎性細胞水平

(1)與對照組比較，P<0.01；(2)與哮喘組比較，P<0.01

2.3氣管壁及壁旁肺組織EOS浸潤度

對照組、哮喘組及TFST組大鼠氣管壁及壁旁肺組織EOS的浸潤度分別為400倍光鏡下每個視野(7±2)、(29±6)、(18±2)個細胞，3組比較差異有統計學意義(P<0.05)，TFST組低于哮喘組。

2.4支氣管上皮細胞STAT1表達

TFST組較哮喘組STAT1的表達減少。見表2、圖1。

2.5各指標間的相關性分析

大鼠氣管壁及壁旁肺組織中EOS計數與BALF中EOS計數呈正相關，在TFST組中r=0.87，P<0.01；在哮喘組r=0.80，P<0.01。BALF中IL-5水平與EOS計數呈正相關，在哮喘組中r=0.83，P<0.01；TFST組r=0.79，P<0.01。大鼠支氣管上皮細胞STATl表達與BALF中IL-5水平呈正相關， 哮喘組r= 0.79，P<0.01；TFST組r=0.56，P<0.05。

表2　3組大鼠支氣管上皮細胞STAT1表達陽性率

(1)為與對照組比較，P<0.01；(2)為與哮喘組比較，P<0.01

注：A為對照組大鼠，支氣管上皮完整，無明顯STAT1表達；B為哮喘組大鼠，支氣管上皮細胞受損，可見明顯STAT1表達；C 為TFST組大鼠，支氣管上皮細胞受損及STAT1表達較哮喘組減少圖1　三組大鼠支氣管上皮細胞STAT1表達(SABC，×200)Fig.1　STAT1 protein expression of bronchial epithelial cells in each group

3討論

氣道慢性炎癥在哮喘發生發展中起至關重要的作用,所以抑制氣道炎癥歷來為控制哮喘的關鍵。卷柏屬植物在中國資源豐富并且分布廣泛,其主要活性成分為TFST[8-9]。民間用其治療慢性支氣管炎及哮喘等氣道慢性炎癥，但對于其作用機制缺乏相應的科學研究。本研究旨在探討TFST對于哮喘大鼠氣道炎癥的影響及可能的機制。

研究表明，IL-5的過度表達可持續活化骨髓嗜酸性祖細胞，使EOS產生增多,而EOS在氣道蓄積可導致慢性氣道炎癥[10]。STAT蛋白家族對信號轉導的影響主要通過細胞因子介導， 細胞因子可通過 JAK/STAT途徑激活 STAT的表達而誘發炎癥疾病的發生[11]。與哮喘關系最緊密的STAT家族成員為STAT1，其在哮喘氣道慢性非特異性炎癥的發生中起重要作用[12]。存在慢性氣道炎癥時, 支氣管上皮細胞STAT1的選擇性活化及過度表達，進一步使其合成及分泌多種細胞因子，這些細胞因子又反過來誘發炎癥細胞活化，使其釋放炎癥介質并促進炎癥細胞的趨化[13]。為探討TFST對哮喘氣道炎癥的影響，以及氣道上皮細胞STAT1的表達及與IL-5的相關性，本研究建立了標準的大鼠哮喘模型，用TFST灌胃干預，結果表明予TFST干預后大鼠BALF中EOS及炎性細胞總數較哮喘模型大鼠明顯減少；BALF中IL-5水平也明顯降低，EOS和IL-5呈正相關，說明TFST具有調控哮喘大鼠氣道炎癥的作用，且能降低大鼠氣道上皮細胞 STAT1的表達，提示TFST有可能是通過抑制 STAT1的表達來抑制哮喘時細胞因子介導的信號轉導過程，從而控制哮喘的病理變化。

TFST對哮喘大鼠氣道炎癥有明顯的抑制作用，可以減少IL-5的表達和炎性細胞聚積，與降低 STAT1的表達有關。

4參考文獻

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(2016-04-12收稿，2016-06-04修回)

中文編輯： 周凌； 英文編輯： 趙毅

*通信作者E-mail:dujuan0888@tom.com

[中圖分類號]R562.25

[文獻標識碼]A

[文章編號]1000-2707(2016)07-0797-03

DOI:10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.07.013

Effect of Total Flavonoids ofSelaginellatamariscinaon Airway of Asthmatic Rats

HUANG Niwen, SONG Shengren, DU Juan

(DepartmentofInternalMedicine,theAffiliatedHospitalofGuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004，Guizhou，China)

[Abstract]Objective: To investigate the total flavonoids of Selaginella tamariscinaon (TFST) on airway inflammation and the expression of STAT1 protein in bronchial epithelium of asthma rats. Methods： 48 male rats were randomly divided into control group, bronchial asthma model group and TFST group. The asthma model of rats was set up with nebulization aspiration and intraperitoneal injection of ovalbumin (OVA).The TFST group was given TFST protection interventions in advance. Using ELISA for each group of bronchoalveolar lavage fluid (BALF) of interleukin-5 (IL-5) concentrations were measured and to detect the number of inflammatory cells in BALF. STAT1 protein expression in airway epithelial cells was determined by SABC immunohistochemistry method. Results： The pathological changes of airway inflammation in TFST group were significantly reduced, of which level of IL-5, WBC counts and EOS counts in BALF were significantly decreased compared with that in the asthma model group (P<0.01).The STAT1 protein expression in bronchial epithelium and the concentration of IL-5 in BALF were obviously increased in bronchial asthma model group，and positively related. The expression of STAT1 in TFST group was significantly lower than those in asthma model group. Conclusion: TFST can inhibit the IL-5 of asthmatic rats and accumulation of inflammatory cells, the mechanism may involve in inhibiting the expression of STAT1.

[Key words]total flavonoids of Selaginella tamariscinaon； asthma； inflammation；signal transducer and activator of transcription; interluekin-5

網絡出版時間：2016-07-17網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20160717.1318.040.html