昆布多糖对哮喘小鼠IL-33、VEGF、α-SMA及气道重塑的影响

昆布多糖对哮喘小鼠IL-33、VEGF、α-SMA及气道重塑的影响

燕民1林荣军2

燕民1林荣军2

(1青岛大学医学院266000)

(2青岛大学医学院附属医院266000)

【摘要】目的观察昆布多糖对哮喘小鼠肺泡灌洗液(BALF)内白细胞介素-33（IL-33）、血管内皮生长因子（VEGF）及α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）表达的影响及气管重塑的影响。方法将40只SPF昆明系小鼠随机分为哮喘模型组、激素吸入组、昆布多糖组和对照组4组，每组10只。经OVA致敏激发制模成功后，哮喘模型组用生理盐水0．3ml灌胃干预，激素吸入组雾化吸入布地奈德混悬液0.4ml干预，昆布多糖组采用昆布多糖50mg／kg灌胃干预，均每日1次。对照组采用生理盐水代替0VA致敏激发和灌胃干预。苏木精-伊红染色观察各组哮喘小鼠肺组织病理学形态的变化，用免疫组化法测定小鼠BALF中IL-33、VEGF及α-SMA的水平。结果与模型组比较，昆布多糖组及激素吸入组BALF中IL-33、VEGF、α-SMA显著降低(P均<0.01)；与对照组比较，昆布多糖及激素吸入组各指标差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)，昆布多糖组与激素吸入组IL-33、VEGF及α-SMA差异均有统计学意义(P<0.05或P<O.01)。结论昆布多糖能在一定程度上抑制急性哮喘小鼠的气道炎症，减轻气道重塑的发生。

【关键词】昆布多糖；支气管哮喘；血管内皮生长因子;白细胞介素-33；α-平滑肌肌动蛋白

【中图分类号】R965【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）32-0011-02

支气管哮喘是一种常见病和多发病，据统计，全球哮喘的患病率为1％～18％，估计全世界有3亿哮喘病患者，每年因哮喘发作死亡的人数高达18万人[1]。昆布多糖又称海带多糖，是从中药昆布中分离出的硫酸多糖成分，具有调节免疫，抗炎、抗纤维化、抗肿瘤、抗凝血，降血压、血脂，抗病毒和抗菌等功能[2]。有研究表明，昆布多糖可促进T／B淋巴细胞分化及抗体生成，发挥抗炎作用[3]。为进一步探讨昆布多糖在哮喘防治中的作用进行了本研究，以期为昆布多糖用于哮喘防治提供更多理论依据。

1.材料与方法

1.1材料

卵清蛋白（OVA）、昆布多糖(美国Sigma公司);氢氧化铝干粉剂(郑州正大公司);吸入性布地奈德混悬液(阿斯利康公司生产);IL-33、VEGF及α-SMA免疫组化SP法检测盒(美国Zymed公司)。

1.2试验方法

SPF级健康雌性昆明系小鼠40只，4～6周龄，体重(25±5)g，购于青岛市药品检验所实验动物中心。随机分为哮喘模型组、激素吸入组、昆布多糖组、对照组，每组10只。参照文献[4]复制小鼠哮喘模型，于第1、7、14天行腹腔注射，对照组注射生理盐水0.2mL，其余3组注射0.2mL致敏液(含2mgOVA、5mg氢氧化铝)。致敏第21天起将小鼠每天置于雾化吸入玻璃缸内，对照组吸入生理盐水，其余3组雾化吸入OVA溶液激发诱喘，每次30min，每天1次，连续14d.同时，每天于激发前1h，哮喘模型组及对照组灌胃生理盐水0.3mL;昆布多糖组灌胃昆布多糖50mg/kg;激素组置于同一玻璃雾化吸入缸内，雾化吸入布地奈德0.4mL（200ug）加生理盐水共4mL，每次30min，每天1次，直至第35天实验结束。

1.3标本留取

各组小鼠最后1次激发24h内麻醉，开胸结扎右侧主支气管，行左侧支气管肺泡灌洗3次（回收率大于80%）。BALF测定IL-33、VEGF及α-SMA水平。分离右上肺组织，制备切片用于组织病理学观察。

1.4免疫组化检测：IL-33、VEGF及α-SMA检测采用过氧化物酶标记的链霉卵白素法(SP)。

1.5统计学处理

采用SPSS17.0软件进行统计分析，所得数据以x-±s表示，各组均数比较采用单因素方差分析，组间两两比较用q检验，以P＜0.05为差异有显著性。

2.结果

2.1各组病理组织变化：哮喘模型组小鼠气道周围以嗜酸细胞为主的炎症细胞明显的增多，气道粘膜皱襞增多，平滑肌增生，肺泡腔明显减少。昆布多糖组和激素组程度较模型组要明显减轻。与对照组比较，其他组气道周围胶原沉积明显增多，昆布多糖组和激素组胶原沉积程度较模型组减低。

2.2各组小鼠BALF中IL-33、VEGF及α-SMA表达比较：与对照组比较，哮喘模型组小鼠BALF中表达水平明显增高(P＜0.05)；与哮喘模型组比，昆布多糖组和激素组小鼠BALF中表达明显减低，但后两者仍明显高于阴性对照组(P＜0.05)；昆布多糖组与激素组相比，各细胞因子表达水平差异均有显著性(P＜0.05)。见（表1）

表1：各组小鼠BAL中IL-33、VEGF、α-SMA的表达

（ρ/ng·L-1，x-±s）

注：与对照组比较，aP＜0.05；与哮喘模型组比较，bP＜0.05；与布地奈德组比较，cP＜0.05

3.讨论

支气管哮喘(简称哮喘)是多基因参与的具有遗传易感性的慢性气道变应性疾病，其发病机制涉及多种炎症细胞、炎性介质和复杂的细胞因子网络。部分患者由于未给予正确治疗或治疗依从性差，导致永久性的不可逆的气道结构改变，最终发展为肺气肿、肺心病而危及生命。气道炎症、气道高反应性和气道重塑是哮喘的3个主要特征[5]。气道重塑又是引发难治性哮喘甚至临床死亡的重要原因[6]。气道重塑包括上皮细胞脱落坏死与纤维化、气道平滑肌细胞增殖、黏液腺和杯状细胞增生及新生血管增殖等[7]。有研究[8]提示IL-33、VEGF及α-SMA均参加气道重塑过程。

α－SMA是气道平滑肌的主要标志物之一，它对气道平滑肌收缩能力影响巨大。在正常大鼠肺组织中有少量α－SMA表达，在哮喘大鼠诱发1周后肺组织中α－SMAmRNA表达即可增加，2周后α－SMAmRNA增加更加显著[9]。

IL-33是2005年新发现的一个细胞因子，属于IL-1家族的新成员，是一种强效的Th2细胞化学诱导剂[10]。IL-33既可促进Th2细胞分泌IL-4、IL-5、IL-13等Th2型细胞因子；又对Th2细胞有较强趋化作用，可引起Th2细胞形态的极性化改变，诱导Th2细胞向相应组织迁移。研究显示，IL-33在呼吸道平滑肌细胞中表达，而且哮喘患者比正常人表达量要高，哮喘越严重IL-33表达量越高[11]。

VEGF是一种高效、多功能的血管调节因子，可刺激血管内皮细胞增殖、迁移和血管形成，并增加血管通透性，在哮喘气道炎症和气道重塑中起重要作用。哮喘病人痰中VEGF水平升高，且与气道狭窄程度和血管通透性呈正相关[12]。

本研究哮喘模型小鼠BALF中IL-33、VEGF及α-SMA与阴性对照组比较，哮喘模型组小鼠BALF中IL-33、VEGF及α-SMA表达水平均明显增高(P＜0.05)，与哮喘模型组比，昆布多糖组和激素组小鼠BALF中表达明显减低，但后两者仍明显高于阴性对照组(P＜0.05);昆布多糖组与激素组相比，各细胞因子表达水平差异均有显著性(P＜0.05)；结果提示昆布多糖可明显降低急性哮喘小鼠气道肺组织病理学评分，同时反映气道重塑的指标IL-33、VEGF及α-SMA明显降低，提示昆布多糖对急性哮喘小鼠的气道炎症及重塑有一定的抑制作用，可以产生与激素吸入类似的效果。但与糖皮质激素治疗组相比，仍存在一定差距，其是否可用于哮喘防治尚须大样本的研究证实。

参考文献

[1]GershonAS，GuanJ，WangC，eta1.Describingandquantifyingasthmacomorbidity：apopulationstudy．PLoSOne，2012，7(5)：e34967．

[2]袁秀丽，吕嘉枥，肖静，等.昆布多糖的研究进展[J].2010，38(27)：15447—15448；

[3]ZaporozhetsTS，BesednovaNN．MolchanovaVN，eta1．Comparativeimmunologicactivityofmarinebioglycans．AntibiotKhimioter，2001，46(7)：6—10．

[4]唐晓媛，于化鹏，邓火金，等．不同剂量致敏原对小鼠哮喘模型气道反应性的影响[J]．现代医学.2011，39（2）：121-125；

[5]AllenJE，BischofRJ，SueieChangHY，eta1．Animalmodelsofairwayinflammationandairwaysmoothmuscleremodelinginasthma．PulmPharmaeolTher，2009，22：455_465．

[6]栾一鸣，宋小莲，王昌惠.支气管哮喘气道重塑的研究进展[J].国际呼吸杂志，2013，33（5）：362-365.

[7]RahelKF，CalhounWJ，SmithN，eta1．Cananti—IgEtherapypreventairwayrenmdelinginallergicasthma?.Allergy，2011，66：1142-1151．

[8]HolgateST，ArshadHS，RobertsGC，eta1．Anewlookatthepathogenesisofasthma．ClinSci(Lond)，2009，118：439450．

[9]吴昭萍，罗凤鸣，王曾礼，等.哮喘大鼠模型肺组织平滑肌肌动蛋白-mRNA的表达.四川大学学报(医学版)，2003;34(2):330-332.

[10]VerriWAJr，GuerreroAT，FukadaSY，eta1．IL-33mediatesanti—gen—inducedcutaneousandarticularhypernoeiceptioninmice．ProcNailAcadSciUSA，2008，105(7)：2723-2728．

[11]PrefontaineD，Lajoie—KadochS，FoleyS，eta1．IncreasedexpressionofIL-33insevereasthma：evidenceofexpressionbyairwaysmoothmusclecells．JImmunol，2009，183(8)：5094-5103．

[12]HossnyE，EL-AWADYH，Bakrs，eta1．VascularendothehalgrowthfactoroverexpressionininducedsputumofchildrenwithbronchIalasthma[J]．PediatrAIlcrgyImmunol，2009，20(1)：89—96．