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青礞石对AECOPD痰热证模型大鼠血清及肺组织中炎症因子的影响



全 文 :收稿日期:2015-04-18
基金项目:国家自然科学基金(81303178) ;江苏省自然基金(BK20130957) ;江苏省高校优势学科建设工程资助项目(二期) ;江苏高校品
牌专业建设工程资助项目(PPZY2015A070)
作者简介:王瑞(1990-) ,男,在读硕士研究生,专业方向:中药鉴定及质量标准研究;E-mail:wxrui1990@ 163. com。
* 通讯作者:吴德康,E-mail:wudekang2008@ 126. com。
青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠血清
及肺组织中炎症因子的影响
王 瑞1,刘圣金1,吴德康1* ,喻 斌1,佟书娟2,吴露婷1,杨 江3
(1. 南京中医药大学药学院 /江苏省中药资源产业化过程协同创新中心 /中药资源产业化与方剂创新药物国
家地方联合工程研究中心,江苏 南京 210023;2. 南京中医药大学基础医学院中西医结合学科,江苏 南京
210023;3. 江苏省中医院,江苏 南京 210029)
摘要 目的:研究青礞石对 AECOPD 痰热证模型大鼠血清 CRP、IL-8、TNF-α 及肺组织匀浆液中 IL-8、TNF-α、
ICAM-1、MCP-1 含量的影响。方法:采用烟熏加细菌感染结合风热刺激的方法制备 AECOPD痰热证模型,分别给予
氨茶碱及青礞石混悬液高剂量、混悬液低剂量、水煎液高剂量、水煎液低剂量、药渣高剂量治疗。采用 HE染色显微
观察各组大鼠肺组织病理学变化,酶联免疫吸附法检测血清及肺组织匀浆液中炎症因子的含量,使用 SPSS 18. 0 统
计软件进行数据处理分析。结果:青礞石三种样品的高剂量组大鼠血清中 CRP、IL-8、TNF-α及肺组织中 IL-8、TNF-
α、ICAM-1、MCP-1 含量均低于模型组(P < 0. 01) ,青礞石混悬液高剂量组的作用略强于药渣高剂量组,但差异无统
计学意义。结论:青礞石能有效降低 AECOPD痰热证模型大鼠血清及肺组织中炎症因子含量。
关键词 矿物药;青礞石;AECOPD;痰热证;炎症因子;烟熏;细菌感染
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2015)10-2148-04
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2015. 10. 032
青礞石(Chloriti Lapis)始载于《嘉祐本草》,为
变质岩类黑云母片岩或绿泥石化云母碳酸盐片岩,
是临床常用的矿物类中药之一,味甘、咸,性平,归
肺、心、肝经。具坠痰下气、平肝镇惊之功效,可用于
顽痰胶结、咳逆喘急等〔1〕。青礞石的临床应用历史悠
久,被视为治顽痰癖结之神药,治惊利痰之圣药〔2〕。
慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstruetive pulmo-
nary disease,COPD)是一种具有气流受限特征的疾
病,气流受限不完全可逆并呈进行性发展,与肺部对
有害气体或有害颗粒的异常炎症反应有关。中医依
据其证候变化及阶段性的将 COPD 诊断为“咳嗽”、
“上气”、“喘证”及“肺胀”等。COPD 急性加重(A-
cute exacerbation of chronic obstructive pulmonary dis-
ease,AECOPD)即 COPD 症状发作更加频繁、严重。
感受风热之邪是 AECOPD 形成痰热证的主要病因,
外邪袭肺,肺气不宣则咳喘,邪热入里,蒸液成痰,缠
喉难出,壅塞气道而加重咳喘诸症〔3〕。AECOPD 痰
热证模型能较全面客观地反映青礞石的坠痰下气功
效,符合顽痰胶结、咳逆喘急、烦躁胸闷的临床表现。
本实验研究了矿物类中药青礞石对 AECOPD
痰热证大鼠炎症因子的干预作用,用现代方法阐述
青礞石坠痰下气的功效,同时为中医药治疗 AECO-
PD的辨证论治、作用机理研究等提供参考。
1 材料
1. 1 实验动物 清洁级雄性 SD 大鼠 80 只,体质
量 160 ~ 180 g,购自上海杰思捷实验动物有限公司,
合格证编号:2010002600733,大鼠在适宜条件下适
应性喂养 1 w,自由饮食。
1. 2 药物与试剂 青礞石药材由亳州矿石专营店
提供,批号:20140412,经南京大学地球科学与工程
学院孔庆友教授鉴定为黑云母片岩 Biotite Schist;氨
茶碱片(国药准字 H37020205,山东鲁抗东岳制药有
限公司) ;肺炎克雷伯氏菌,编号:CMCC(B)46117,
购于中国食品药品检定研究院;大丰收牌过滤嘴卷
烟(江苏中烟工业有限责任公司,焦油量 11 mg,烟
气烟碱量 0. 9 mg,烟气一氧化碳量 14 mg) ;细菌干
粉培养基(杭州天和微生物试剂有限公司) ;营养肉
汤(批号:140122)、营养琼脂(批号:140106) ;AME-
KO Elisa试剂盒(上海联硕生物科技有限公司) ;聚
乙二醇 400(化学纯)。
1. 3 主要仪器 754 型紫外可见分光光度计(上海
光谱仪器设备有限公司) ;SW-CJ-1F 型单人双面净
化工作台(苏州净化设备有限公司) ;YX280B 型压
力蒸汽灭菌器(上海三申医疗器械有限公司) ;GNP-
9050 型隔水式恒温培养箱、DHG-9240A型电热恒温
鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司) ;TGL-
16C型高速离心机 (上海安亭科学仪器厂) ;
XR140829D 移液器(芬兰 BioHit) ;T18 型分散机
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(德国 IKA) ;ME104E电子天平(梅特勒·托利多仪
器有限公司) ;DX45 显微镜、DP72 相机(日本奥林
巴斯)、FC酶标仪(美国 Multiskan) ;烟熏箱(94 cm
×80 cm ×36 cm,自制,木质,顶端有玻璃门,上方中
央开一直径 3 cm的圆形通风口)。
2 方法
2. 1 肺炎克雷伯氏菌液的配制 将冻干粉菌种在
营养肉汤培养液中进行复苏,复苏完成后转到固体
营养琼脂培养基中进行传代培养,37 ℃恒温培养 18
h,采用麦氏比浊法结合分光光度计法配制所需菌液
浓度〔4〕,在每次滴菌前根据实验需要将浓度调整为
6 × 108 CFU /mL或 6 × 1012 CFU /mL。
2. 2 模型建立 采用烟熏加滴菌的方法建立
COPD动物模型〔5〕。用针尖套有橡胶软管的 1 mL
注射器吸取肺炎克雷伯氏菌菌液 0. l mL(6 × 108
CFU /mL) ,趁大鼠吸气时滴入鼻腔内,1 次 /5 d,持
续 12 w。将 70 只大鼠平均放入 2 个烟熏箱中,香烟
直接放入烟熏箱内燃尽,第 1 ~ 2 周每次点燃 8 支,2
次 /d,30 min /次,两次烟熏间隔 3 h,第 3 ~ 12 周每
次点燃 14 支。第 13 周开始,参照李建生等〔3〕方法,
采用高浓度的肺炎克雷伯氏菌菌液(6 × 1012 CFU /
mL)和风热刺激[大鼠置于鼓风干燥箱,(39 ±
1)℃,风速 1 m /s]制备 AECOPD痰热证大鼠模型。
2. 3 样品的制备 青礞石混悬液样品制备:将样
品至玛瑙研钵中磨成细粉后过 6 号筛,用聚乙二醇
400 为溶剂制成每 10 mL 含 5 g 生药的混悬液。青
礞石水提液样品制备:取样品置煎煮容器内,加相当
于样品量 10 倍的冷水加热煮沸 1 h,滤过;药渣加 8
倍量水继续煎煮,煮沸 50 min,滤过,合并 2 次煎出
液,浓缩至每 10 mL 含 5 g 生药的药液。青礞石水
提液药渣样品制备:将水煎后青礞石药渣烘干,其余
同青礞石混悬液样品制备方法。氨茶碱片样品制
备:用生理盐水制成每 100 mL 含 1. 56 g 氨茶碱的
药液。
2. 4 动物分组及给药 将未作任何处理的大鼠作
为正常对照组,造模成功的大鼠随机分为 7 组,分别
为青礞石混悬液高、低剂量组;青礞石水煎液高、低
剂量组;青礞石混悬液药渣高剂量组及氨茶碱组、模
型组。青礞石高、低给药剂量分别为临床(丸散服 3
~ 6 g,煎汤 10 ~ 15 g)给药剂量的 20 倍(水煎液 5
g /kg,药材及药渣为 2 g /kg)、5 倍,氨茶碱片剂量为
临床用量的 6. 25 倍〔6〕(62. 5 mg /kg)。每天固定时
间灌胃给药 1 次,连续给药 15 d。
2. 5 取材 最后一次给药 1 h 后取材。颈动脉取
血 8 mL,室温放置 1 h 左右,3 000 r /min 离心 15
min,取上清,分装待测。在冰上剖开大鼠胸腔,剪下
大鼠左肺放入 10 %福尔马林溶液中,作病理切片检
查;剪下右肺下叶,生理盐水冲洗,滤纸吸干,称量质
量,用生理盐水制成 10 %的匀浆液,3 000 r /min 离
心 15 min取上清,分装待测。
2. 6 肺组织病理学检查 肺组织常规石蜡包埋、
切片,HE染色,在显微镜下进行组织病理学检查。
观察指标:(1)肺泡壁有无充血、水肿及成纤维细胞
增生;(2)肺泡炎或间质性肺炎,肺气肿;(3)肺内支
气管周围组织有无水肿、炎细胞浸润等病变。评定
指标:根据病变由轻到重的程度分别标记为 1 ~ 4
分,无明显病变为 0 分,极轻度病变为 0. 5 分,累加
所有分数,并计算出每组的均分,分值越高提示病变
程度越严重。
2. 7 Elisa试剂盒检测血清炎症因子含量 采用酶
联免疫吸附法测定血清中 CRP、IL-8、TNF-α 及肺组
织匀浆液中 IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 的含量,操
作严格按照试剂盒说明书操作。
2. 8 统计学处理 所有指标结果均以 珋x ± s 表示。
采用 SPSS 18. 0 软件进行统计学处理,经方差齐性
检验后,采用单因素方差分析,相关性检验采用
Pearson相关性分析。以 P < 0. 05 为差异有统计学
意义。
3 结果
3. 1 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠一般情况
的影响 正常对照组大鼠体格健壮、充满活力,毛发
洁白,富有光泽;造模大鼠身体消瘦,毛发泛黄无光
泽,神情倦怠,反应迟钝,体质量下降,部分大鼠鼻腔
发出喷气声或鸣音。造模成功率为 84. 3%。造模
过程中每周固定时间称量大鼠体质量,结果显示造
模大鼠体质量显著低于正常对照组(P < 0. 01)。
3. 2 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠肺组织病
理学的影响 结果如图 1、表 1 所示,模型组大鼠肺
组织病变主要为间质性肺炎,肺泡壁增厚、有轻度或
中度充血及炎细胞浸润,炎细胞以中性粒细胞及单
核巨噬细胞为主,多数肺泡轻微、轻度或中度肺气
肿,肺内支气管分支周围有炎细胞浸润,其病理学评
分显著高于正常对照组(P < 0. 01)。青礞石混悬液
高剂量组病理评分显著低于模型组(P < 0. 05)。
3. 3 青礞石对 AECOPD 痰热证模型大鼠血清
CRP、IL-8、TNF-α含量的影响 结果如表 2 所示,与
正常对照组比较,模型组大鼠血清 CRP、IL-8、TNF-α
含量显著升高(P < 0. 01)。与模型组比较,混悬液
高剂量组、水煎液高剂量组及药渣高剂量组大鼠血
清 CRP、IL-8、TNF-α含量显著降低(P < 0. 01)。
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图 1 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠肺组织病理学的影响(×200)
A. 正常对照组 B. 模型组 C. 青礞石混悬液高剂量组 D. 青礞石水煎液高剂量组 E. 青礞石药渣高剂量组 F. 氨茶碱

表 1 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠
肺组织病理学评分的影响(珔x ± s,n =8)
组别 评分
正常对照组 0. 56 ± 0. 73**
模型组 6. 56 ± 1. 52
氨茶碱组 4. 89 ± 1. 27
青礞石水煎液低剂量组 6. 00 ± 1. 28
青礞石水煎液高剂量组 5. 90 ± 2. 46
青礞石混悬液低剂量组 6. 75 ± 1. 77
青礞石混悬液高剂量组 4. 78 ± 1. 33*
青礞石药渣高剂量组 5. 69 ± 1. 85
注:与模型组比较,* P < 0. 05,**P < 0. 01
3. 4 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠肺组织匀
浆液中 IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 含量的影响
结果如表 3 所示,与正常对照组比较,模型组大鼠肺
组织匀浆液中 IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 含量显
著升高(P < 0. 01)。与模型组比较,混悬液高剂量
组、水煎液高剂量组、药渣高剂量组大鼠肺组织匀浆
液中 IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 含量显著降低(P
< 0. 01)。
3. 5 相关性分析 肺组织匀浆液中炎症因子相关
性:模型组大鼠肺组织匀浆液中 TNF-α、IL-8、MCP-1
因子之间均存在显著正相关性(P < 0. 05或P <
表 2 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠血清 CRP、IL-8、TNF-α含量的影响(珔x ± s,n =8)
组别 CRP /(ng /mL) IL-8 /(pg /mL) TNF-α /(pg /mL)
正常对照组 1. 18 ± 0. 14 86. 04 ± 12. 21 146. 27 ± 18. 81
模型组 1. 61 ± 0. 12## 137. 88 ± 9. 89## 208. 02 ± 15. 62##
青礞石水煎液低剂量组 1. 74 ± 0. 14## 149. 15 ± 9. 82## 220. 92 ± 11. 29##
青礞石水煎液高剂量组 1. 01 ± 0. 15** 69. 84 ± 11. 75** 118. 52 ± 18. 51**
青礞石混悬液低剂量组 1. 78 ± 0. 11## 150. 65 ± 11. 68## 222. 50 ± 15. 05##
青礞石混悬液高剂量组 1. 08 ± 0. 20** 74. 92 ± 17. 33** 131. 48 ± 20. 02**
青礞石药渣高剂量组 1. 12 ± 0. 15** 79. 49 ± 15. 13** 139. 72 ± 18. 31**
氨茶碱组 1. 47 ± 0. 10 119. 56 ± 12. 46## 186. 52 ± 15. 40#
注:与正常对照组比较,#P < 0. 05,##P < 0. 01;与模型组比较,**P < 0. 01
0. 01) ,ICAM-1 与 TNF-α、MCP-1 存在显著正相关性
(r = 0. 741,P < 0. 05,r = 0. 791,P < 0. 05)。血清中
炎症因子相关性:模型组大鼠血清中 CRP、TNF-α、
IL-8 之间均存在极显著正相关性(P < 0. 01)。
4 讨论
COPD发病机制复杂,目前尚未完全阐明,目前
普遍认为 COPD是以气道、肺实质和肺血管的慢性
炎症为特征,多种细胞因子及炎症介质介导且相互
作用的疾病。其中参与 COPD炎症反应的炎症细胞
有巨噬细胞、T 淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细
胞、气道上皮细胞和血管内皮细胞等,炎症介质有趋
化因子(IL-8、MCP-1、LTB4等)、细胞因子(TNF-α、
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表 3 青礞石对 AECOPD痰热证模型大鼠肺组织匀浆液中 IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 含量的影响(珔x ± s,n =8)
组别 IL-8 /(pg /mL) TNF-α /(pg /mL) ICAM-1 /(ng /mL) MCP-1 /(pg /mL)
正常对照组 104. 63 ± 8. 82 168. 46 ± 14. 35 25. 34 ± 2. 84 534. 48 ± 47. 13
模型组 165. 36 ± 11. 82## 253. 22 ± 15. 15## 45. 90 ± 3. 71## 782. 82 ± 44. 76##
青礞石水煎液低剂量组 168. 37 ± 6. 85## 261. 37 ± 25. 93## 47. 17 ± 3. 60## 865. 66 ± 28. 77##
青礞石水煎液高剂量组 94. 02 ± 7. 79** 154. 25 ± 10. 84** 24. 87 ± 3. 26** 491. 56 ± 42. 78**
青礞石混悬液低剂量组 175. 74 ± 9. 26## 266. 28 ± 14. 95## 48. 54 ± 2. 48## 822. 06 ± 54. 57##
青礞石混悬液高剂量组 109. 67 ± 9. 82** 170. 21 ± 10. 77** 27. 35 ± 3. 22** 548. 78 ± 51. 94**
青礞石药渣高剂量组 102. 48 ± 9. 60** 172. 54 ± 8. 83** 29. 02 ± 2. 55** 563. 85 ± 50. 71**
氨茶碱组 166. 13 ± 10. 55## 250. 55 ± 12. 60## 44. 74 ± 3. 33## 818. 83 ± 34. 54##
注:与正常对照组比较,##P < 0. 01;与模型组比较,**P < 0. 01
IL-1β等)、基因金属蛋白酶(MMP-1、MMP-2、MMP9
等)以及生长因子和脂质介质等〔7,8〕。
烟熏加细菌感染的复合因素方法制备的动物模
型其病理生理改变与人的 COPD 类似,较符合自然
发病的过程〔9〕。在此基础上加以风热之邪,能较成
功的制备出 AECOPD 痰热证大鼠模型〔6〕。本研究
结果显示,模型组大鼠肺部病理改变较符合 AECO-
PD患者临床表现;模型组大鼠血清中 CRP、IL-8、
TNF-α 及肺组织匀浆液中 IL-8、TNF-α、ICAM-1、
MCP-1 含量均显著高于正常对照组(P < 0. 01) ,进
一步说明 AECOPD 大鼠模型建立成功。青礞石混
悬液、水煎液、药渣三种样品的高剂量均能有效降低
AECOPD大鼠血清中 CRP、IL-8、TNF-α 及肺组织中
IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 含量,但混悬液低剂量
及水煎液低剂量与模型组差异无统计学意义,提示
青礞石制备的三种样品达到一定浓度后,均可能通
过降低大鼠 TNF-α、ICAM-1 等的水平,以减缓炎症
细胞的黏附、游走、浸润并降低其活性,减少 IL-8、
MCP-1 等趋化因子的分泌,导致嗜中性粒细胞、T 淋
巴细胞、巨噬细胞等炎症细胞的募集、激化受限,进
而阻断或减缓炎症恶性循环,最终得以减轻气道炎
症及肺部损伤。
青礞石应用于临床时多入丸散服,水煎服亦可。
本课题组前期研究〔10〕发现,青礞石水煎液中元素含
量微量,约为药材的 10 -4 ~ 10 -3倍。然而本研究发
现,从 CRP、IL-8、TNF-α、ICAM-1、MCP-1 等因子水
平考虑,其水煎液也有较好的效果,且药渣与药材的
疗效相近,可推测青礞石中水溶性成分和非水溶性
成分对 AECOPD大鼠均起到良好的干预作用,但其
中的效应物质尚不明确,需进一步深入研究以阐明
青礞石对 AECOPD 模型大鼠影响的作用机制及其
物质基础。
参 考 文 献
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