中国医科大学学报  2021, Vol. 50 Issue (5): 398-401,407

文章信息

张震, 李孟露, 赵振坤, 苏新明
ZHANG Zhen, LI Menglu, ZHAO Zhenkun, SU Xinming
百令胶囊对支气管哮喘小鼠的治疗效果
Therapeutic effect of Bailing capsule in a murine asthma model
中国医科大学学报, 2021, 50(5): 398-401,407
Journal of China Medical University, 2021, 50(5): 398-401,407

文章历史

收稿日期:2020-10-08
网络出版时间:2021-05-18 11:05
百令胶囊对支气管哮喘小鼠的治疗效果
张震1 , 李孟露1 , 赵振坤2 , 苏新明1     
1. 中国医科大学 附属第一医院呼吸疾病研究所, 沈阳 110001;
2. 中国医科大学 附属第四医院病理科, 沈阳 110032
摘要目的 探讨百令胶囊对支气管哮喘小鼠气道炎症、气道高反应和气道重塑的治疗效果。方法 将48只雌性Balb/c小鼠按随机数字表法分为正常对照组、支气管哮喘组、布地奈德组、低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组,每组8只。测定各组小鼠的气道阻力,计数小鼠肺泡灌洗液(BALF)中细胞总数。HE、AB-PAS和Masson染色观察气道炎症、气道重塑。采用免疫组化染色评估各组小鼠肺组织内α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)水平。结果 与支气管哮喘组相比,布地奈德组、低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组小鼠气道高反应、BALF中炎症细胞总数均降低(P < 0.05);肺组织气道周围炎症减轻,杯状细胞化生降低,胶原沉积减少;α-SMA表达水平降低。低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组与布地奈德组比较,气道反应性无统计学差异(P>0.05)。除气道反应性外,布地奈德组上述指标均优于低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组。结论 百令胶囊可以抑制哮喘小鼠气道炎症、气道高反应和气道重塑。
关键词哮喘    百令胶囊    气道炎症    气道重塑    气道高反应    
Therapeutic effect of Bailing capsule in a murine asthma model
1. Institute of Respiratory Diseases, The First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, China;
2. Department of Pathology, The Fourth Affiliated Hospital of China Medical University, Shenyang 110032, China
Abstract: Objective To investigate the effects of Bailing capsule on the airway inflammation, remodeling, and resistance of mice with asthma. Methods 48 Balb/c mice were randomly divided into a control group, asthma group, budesonide group, and low-, middle-, and high-dose Bailing groups (n=8 per group). The airway resistance was measured, and total cells in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) were counted. HE, AB-PS, and Masson staining were performed to assess airway inflammation and remodeling. Immunohistochemical staining was performed to determine the expression of α-smooth muscle actin (α-SMA). Results Compared with the asthma group, the airway resistance and the number of total inflammatory cells in BALF decreased in the budesonide group and in the low-, middle-, and high-dose Bailing groups (P < 0.05). Meanwhile, the inflammatory cell infiltration, goblet cell metaplasia, collagen deposition, and α-SMA expression in lung tissue also decreased. No significant difference in airway resistance was found between the budesonide and Bailing groups (P>0.05). Except for airway resistance, the aforementioned effects in the budesonide group were better than those in all of the Bailing groups. Conclusion Bailing capsule can inhibit airway inflammation, resistance, and remodeling in asthmatic mice.

支气管哮喘是一种常见的慢性气道炎症性疾病,主要特征为气道炎症、气道高反应和气道重塑[1]。目前控制哮喘发作的主要药物是糖皮质激素,但已有研究[2]表明,部分哮喘患者已出现了激素抵抗现象,且长期使用激素可能产生肥胖、高血压等不良反应。百令胶囊是由传统高原中药冬虫夏草经发酵制成[3],有研究[4]报道百令胶囊对支气管哮喘有一定的治疗作用,而且与西药联合使用可降低激素用量、减少不良反应、有效控制症状。本研究旨在探讨百令胶囊对支气管哮喘小鼠气道炎症、气道重塑和气道高反应的治疗作用。

1 材料与方法 1.1 实验动物分组和哮喘模型制备

6~8周龄Balb/c雌性小鼠48只,体质量(20±3)g,按随机数字表法分为6组:正常对照组、支气管哮喘组、布地奈德组、低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组,每组8只。于实验第0、7、14天,分别给予支气管哮喘组、布地奈德组和低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组小鼠卵清蛋白(ovalbumin,OVA,20 μg)和氢氧化铝凝胶(2 mg)致敏。末次致敏7 d后,除正常对照组外,其余5组均以2% OVA(20 mg/mL)超声雾化(3 mL/min)进行激发实验,30 min/次,3次/周,共8周。每次激发实验前30 min,布地奈德组小鼠给予布地奈德(2 mg)雾化给药,低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组分别给予1.875 g/kg、3.75 g/kg、6.25 g/kg百令胶囊灌胃给药。正常对照组致敏和激发实验中药品均用生理盐水代替。

1.2 小鼠气道反应性测定

末次激发实验24 h后,应用emka小动物肺功能检测系统测定气道阻力。将小鼠放入密闭的体描箱中,给予不同浓度的乙酰胆碱(0、3.125、6.25、12.5、25、50 mg/mL)激发,采集增强呼气间歇(enhanced pause,Penh)值3 min,用于反映气道阻力。

1.3 支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)细胞计数

各组小鼠肺功能检测结束后,水合氯醛麻醉,行支气管肺泡灌洗,回收BALF并记录回吸收量,回吸收量 > 1.2 mL为合格标本。肺泡灌洗液4 ℃、1 200 r/min离心10 min,离心沉淀细胞用0.4 mL Hanks液重悬混匀,显微镜下计数BALF中细胞总数。

1.4 肺组织炎症、胶原沉积和杯状细胞观察

肺泡灌洗后取6组小鼠左肺组织进行石蜡包埋切片,分别行HE染色、AB-PAS染色、Masson染色。

1.4.1 HE染色

石蜡切片脱蜡至水,苏木素染色3~5 min,自来水冲洗5 min,室温下盐酸乙醇分化3 s,自来水冲洗30 min返蓝,伊红染液复染1~2 min,自来水轻度冲洗,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。光镜下观察比较各组小鼠肺组织炎症改变。

1.4.2 AB-PAS染色

石蜡切片脱蜡至水,阿利新蓝染色10~20 min,蒸馏水洗去浮色,0.5%高碘酸水溶液氧化5~10 min,蒸馏水洗去浮色,Schiff试剂染色15 min,流水冲洗10 min,苏木素染核5 min,水洗,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。光镜下观察气道上皮杯状细胞增生改变。

1.4.3 Masson染色

石蜡切片脱蜡至水,Weigert氏铁苏木素染色5 min,蒸馏水洗去浮色,1%盐酸乙醇分化数秒,流水冲洗数分钟返蓝。丽春红酸性品红液染色5~10 min,蒸馏水洗去浮色。磷钼酸水溶液处理约3~5 min,不用水洗,苯胺蓝液复染5 min,1%冰醋酸处理1 min。梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。光镜下观察上皮下胶原沉积改变。

1.5 α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)免疫组织化学染色

采用SP法行肺组织α-SMA免疫组织化学染色。石蜡切片脱蜡至水,H2O2孵育5 min,微波炉抗原修复3次,6 min/次,10%胎牛血清常温封闭30 min,α-SMA一抗(1∶1 000)4 ℃孵育过夜。二抗(1∶500)孵育60 min,显微镜下控制DAB显色,复染,脱水,透明,封片。

1.6 统计学分析

采用SPSS 24.0软件进行统计学分析。所有数据均用x±s表示,组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用Bonferroni法(方差齐时)、Dunnett’s T3法(方差不齐时),P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 百令胶囊抑制哮喘小鼠气道高反应

小鼠气道阻力与乙酰胆碱具有浓度依赖性。与支气管哮喘组相比,低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组小鼠气道阻力均明显降低(P < 0.05),与布地奈德组相似,说明百令胶囊能够有效缓解哮喘小鼠的气道高反应性。见表 1

表 1 各组小鼠不同浓度乙酰甲胆碱刺激后Penh值 Tab.1 Penh values of mice in different groups following stimulation with acetylcholine
Group n Basic value Acetylcholine (mg/mL)
3.125 6.25 12.5 25 50
Control group 8 0.44±0.06 0.53±0.07 0.96±0.72 1.01±0.38 1.61±0.60 2.61±0.84
Asthma group 8 0.62±0.271) 0.75±0.231) 1.54±0.771) 2.90±1.171) 5.03±2.541) 6.29±1.431)
Budesonide group 8 0.45±0.072) 0.72±0.312) 1.26±0.362) 2.60±0.972) 3.61±1.612) 5.40±1.582)
Low-dose Bailing group 8 0.49±0.172) 0.74±0.222) 1.34±0.352) 2.37±1.582) 3.55±2.312) 5.17±1.802)
Middle-dose Bailing group 8 0.51±0.082) 0.60±0.102) 0.97±0.392) 2.15±0.882) 2.96±0.972) 5.27±1.172)
High-dose Bailing group 8 0.41±0.062) 0.57±0.192) 0.82±0.472) 2.02±1.582) 2.91±2.392) 5.13.±1.482)
1)P < 0.05 vs control group;2)P < 0.05 vs asthma group.

2.2 百令胶囊减少哮喘小鼠BALF中细胞总数

正常对照组、支气管哮喘组、布地奈德组、低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组小鼠BALF中细胞总数分别为(5.96±5.25)×104/mL、(90.84±9.94)×104/mL、(35.06±6.85)×104/mL、(82.11±9.80)×104/mL、(59.11±11.86)×104/mL、(54.06±4.90)×104/mL。支气管哮喘组BALF中细胞总数显著高于正常对照组(P < 0.05)。与支气管哮喘组相比,布地奈德组、低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组BALF中细胞总数均显著下降(P < 0.05)。且布地奈德组BALF中细胞总数低于低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组和高剂量百令胶囊组(P < 0.05)。

2.3 百令胶囊抑制小鼠气道炎症

HE染色结果显示,正常对照组小鼠气道周围无明显炎症细胞浸润;支气管哮喘组小鼠气道黏膜层及黏膜下层可见大量炎症细胞浸润;与支气管哮喘组相比,布地奈德组及低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组小鼠气道和血管周围炎症细胞浸润均明显减少,平滑肌增厚减轻。见图 1

A, asthma group; B, Budesonide group; C, low-dose Bailing group; D, middle-dose Bailing group; E, high-dose Bailing group; F, control group. 图 1 肺组织HE染色×200 Fig.1 HE staining of the lung tissue ×200

2.4 百令胶囊抑制哮喘气道黏液高分泌

AB-PAS染色结果显示,正常对照组小鼠气道上皮仅有少量PAS阳性细胞表达;支气管哮喘组PAS阳性细胞显著增加,气道黏液分泌增多;布地奈德组及低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组杯状细胞化生均减轻。见图 2

A, asthma group; B, Budesonide group; C, low-dose Bailing group; D, middle-dose Bailing group; E, high-dose Bailing group; F, control group. 图 2 肺组织AB-PAS染色×200 Fig.2 AB-PAS staining of the lung tissue ×200

2.5 百令胶囊抑制哮喘胶原沉积

Masson染色显示,支气管哮喘组小鼠气道黏膜中可见大量胶原纤维沉积,上皮下纤维化增加;与支气管哮喘组相比,布地奈德组及低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组上皮下纤维化、气道壁周围胶原沉积均明显减轻。见图 3

A,asthma group;B,Budesonide group;C,low-dose Bailing group;D,middle-dose Bailing group;E,high-dose Bailing group;F,control group. 图 3 肺组织Masson染色×200 Fig.3 Masson staining of the lung tissue ×200

2.6 百令胶囊抑制肺组织中α-SMA的表达

免疫组化染色结果显示,支气管哮喘组小鼠气道平滑肌层α-SMA表达水平显著增加,平滑肌增厚;与支气管哮喘组相比,布地奈德组及低剂量百令胶囊组、中剂量百令胶囊组、高剂量百令胶囊组小鼠肺组织内α-SMA表达均减少。见图 4

A,asthma group;B,Budesonide group;C,low-dose Bailing group;D,middle-dose Bailing group;E,high-dose Bailing group;F,control group. 图 4 肺组织α-SMA免疫组化染色×200 Fig.4 α-SMA immunohistochemical staining of the lung tissue ×200

3 讨论

支气管哮喘是一种慢性气道炎症性疾病,其病理特征是气道炎症、气道重塑和气道高反应[5-6]。长期的炎症刺激和反复发作的喘息,导致气道高反应和气道结构改变[7]。百令胶囊是由传统的高原中药冬虫夏草经发酵而形成,主要由甘露糖醇、虫草酸、生物碱、氨基酸等相关元素构成[8]。有研究[9]报道,百令胶囊在治疗支气管哮喘上有一定作用,能显著抑制嗜酸性粒细胞浸润和炎症的进展,减轻气道高反应,并且与西药联合应用可降低激素的用量,减轻不良反应,说明百令胶囊在治疗支气管哮喘上有一定的优势。本研究的目的是明确百令胶囊在支气管哮喘小鼠气道炎症、气道重塑和气道高反应中的作用。

本研究成功复制出具有典型气道炎症、气道重塑和气道高反应特征的慢性哮喘小鼠模型,发现百令胶囊可减少哮喘小鼠BALF中炎症细胞总数,缓解肺组织炎症细胞浸润和气管上皮杯状细胞化生,减少哮喘中黏液高分泌和上皮下纤维化。但与抗炎、抗气道重塑效果极佳的布地奈德相比,百令胶囊的上述治疗效果不如布地奈德理想,说明百令胶囊在治疗哮喘时抗炎、抗气道重塑作用有限。但值得注意的是,百令胶囊能显著抑制哮喘小鼠气道高反应,且效果不输于布地奈德,说明百令胶囊在抑制哮喘小鼠气道高反应上具有独特的疗效。

近年来,大量基础和临床研究表明,百令胶囊在治疗支气管哮喘上具有显著作用。有研究[10]表明,百令胶囊可以调节支气管哮喘的免疫失衡,联合西药可快速改善急性发作期哮喘患者的临床症状,改善动脉血气,降低炎症水平,提高肺功能,从而提高临床治疗有效率。本研究也证明,百令胶囊可以抑制慢性哮喘小鼠气道炎症、气道高反应和气道重塑,尤其在治疗气道高反应上,百令胶囊与激素效果相当。

综上所述,百令胶囊在哮喘的治疗中可能发挥重要作用,未来有望作为哮喘治疗的药物。同时,百令胶囊联合激素治疗哮喘,可能改善患者的预后,减少不良反应。

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