全 文 :基金项目:国家自然科学基金(81260565)
作者简介:麦丽帕提·木合巴提(1990-),女(维吾尔族),硕士研究生,研究方向:维吾尔医药机理学研究。
通信作者:努尔买买提·艾买提,男(维吾尔族),教授,研究方向:维吾尔医药机理学研究,E-mail:oglan1972@126.com。
维药榅桲籽提取物对哮喘大鼠抗炎、抗氧化功能的影响
麦丽帕提·木合巴提1,伊力亚斯·艾萨2,塔衣尔·吐尔逊1,哈木拉提·吾甫尔1,
努尔买买提·艾买提1
(新疆医科大学1维吾尔医学院,2基础医学院,乌鲁木齐 830011)
摘要:目的 探讨榅桲籽提取物对实验性哮喘大鼠抗炎、抗氧化功能的影响。方法 将健康雄性SD大鼠
72只随机分为正常对照组、哮喘模型组、地塞米松阳性对照组、榅桲籽低剂量组、榅桲籽中剂量组、榅桲籽高剂量
组,每组12只。除了正常对照组外,其余各组以卵清蛋白致敏及激发的方法建立哮喘大鼠模型,正常对照组用
PBS进行致敏和刺激。分别给予药物干预,末次给药后处死动物,采集标本,并检测BALF和组织中炎性细胞数
量、炎性细胞因子、活性氧及抗氧化酶含量,观察支气管肺组织形态学的改变。结果 哮喘模型组BALF中白细
胞和EOS增加,与正常对照组比较差异有显著统计学意义 (P <0.01);榅桲籽各剂量组和阳性对照组BALF中,
白细胞和EOS总数较哮喘模型组显著降低,差异有显著统计学意义 (P<0.01)。喘模型组大鼠肺组织中IL-4、IL-5
含量均明显升高,与正常对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);榅桲籽各剂量组大鼠肺组织中IL-4、IL-5含量
较哮喘模型组明显降低,差异有统计学意义 (P<0.01)。哮喘模型组 MDA含量较正常对照组升高,差异有统计学
意义 (P<0.05);榅桲籽各治疗组 MDA含量较哮喘模型组升高下降,差异有统计学意义 (P<0.05)。哮喘模型组
SOD、GSH活力降低,与正常对照组比较差异有显著统计学意义(P<0.01);榅桲籽治疗组SOD、GSH活力较哮喘
模型组显著增加,差异有统计学意义 (P <0.01)。结论 维药榅桲籽可减轻气道炎症,抑制气道高反应性,改善
气道氧化环境,发挥抗炎、平喘作用。
关键词:榅桲籽;哮喘;抗炎;抗氧化
中图分类号:R29 文献标识码:A 文章编号:1009-5551(2016)06-0703-05
doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2016.06.009
Anti-asthmatic and anti-oxidative effect of Quince seed dichloromethane
extract on a rat model of alergic asthma
Maripat Muhabat 1,Elyas Aysa2,Tayir Tursun1,Halmurat Upur1,Nurmuhammat Amat 1
(1 Traditional Uighur Medicine Institute,2 Department of Biochemistry and Molecular Biology,
Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China)
Abstract:Objective To study the anti-asthmatic,anti-oxidative effect of Quince seed dichloromethane ex-
tract to asthmatic rat on airway inflammation.Methods The extract was obtained from the Quince seed in
dichloromethane.Rats were sensitized with intraperitoneal(i.p.)Ovalbumin(Ova)on days 0and 14,fol-
lowed by intranasal Ovalbumin(Ova)chalenge on days 24and 27to generate an in vivo asthma model ex-
cept normal group rats.Sprague-Dawley male 72rats(200-250g)were categorized into 6groups having
twelve rats in each category.Animals of groupsⅠ-Ⅲ were vehicle control,model control(OVA)and
reference control(OVA+dexamethasone,groupsⅠ-Ⅲ were three Qs-E+Ova treated groups respec-
tively.Then,the bronchoalveolar lavage fluid(BALF)celular differential and the concentrations of IL-4,
IL-5,MDA and SOD,GSH in lung tissue homogenates were measured.Lung sections were analyzed histo-
第39卷 第6期 新 疆 医 科 大 学 学 报 Vol.39 No.6
2016年6月 Journal of Xinjiang Medical University Jun.2016
logicaly.Results The treatment with doses of OVA+Qs-E each group and DXM+OVA were significant-
ly reduced both the total number of leukocyte and eosinophils in the BAL compared to the model control
group,and the difference was statisticaly significant(P <0.01).Compared to the control group,the ex-
pression of IL-5,IL-4was significantly increased in asthma model group(P <0.01).Compared to the
asthma model group,the levels of IL-4,IL-5were decreased in the OVA +Qs-E each group,and the
differences werestatisticaly significant(P <0.01),the activity of SOD and GSH was reduced in asthma
model group,while which was significantly increased in Qs-E treated group,and the differences were sta-
tisticaly significant(P <0.01).Level of MDA formation in asthma model group showed strongly
increased and decreased in Qs-E treatment group,and the differences were statisticaly significant(P <
0.05).Conclusion These results revealed that Quince seed dichloromethane extract possesses a deep sup-
pressive effect on airway inflammation and oxidative stress.
Keywords:Quince seed extract;asthma;anti-asthmatic;anti-oxidative
支气管哮喘(bronchial asthma)目前依然是困
扰人类健康的疾病之一,其发病率与患病率呈逐渐
上升趋势,给社会带来沉重的经济负担[1-2]。哮喘
的发病机制复杂,与炎症细胞、细胞因子、体内的神
经体液失衡、氧化抗氧化失调有密切的关系[3]。根
据哮喘的治疗理论,β2 受体激动剂、抗胆碱药、白三
烯拮抗剂是目前主要选用的治疗药物,但其对身体
有一定的损伤,不宜长期使用[4-5]。随着分子生物
学及病理学在天然药物研究领域中的发展,疗效显
著、低毒、低副作用的抗炎、抗氧化的天然药材吸引
了呼吸道疾病患者及医药工作者的关注[6]。
榅桲籽———蔷薇科植物榅桲(Cydonia oblonga
Mil)的种子,是未充分利用的瓜果品种,具备调节
异常胆液质、清热润喉、润肺止咳等功效,维吾尔医
学书籍中记载了榅桲籽为药食两用。对热性或胆液
质性、气道炎症性疾病治疗时常选其药为重,例如:
发热、呼吸困难、咳嗽等[7]。本课题组前期研究发现
该药材含有天然的抗炎、抗氧化成分,特别是抗氧化
维生素,包括抗坏血酸(维生素C)、α-生育酚(维生
素E)被认为是新有效药物的丰富来源[8-9]。因此,
本课题是研究榅桲籽二氯甲烷部位对实验性大鼠体
内活性,从病理结构、细胞及分子水平探讨维吾尔医
药材榅桲籽对哮喘大鼠体内抗炎、抗氧化的作用,为
开发和利用榅桲籽药物提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 动物 雄性SD大鼠共72只,SPF级,鼠龄3
~4个月,体质量(200±50)g,由新疆医科大学实验
动物中心提供,动物合格证号:新医动字 SCXK
(新)20032001。
1.2 药物及试剂 维吾尔医药材榅桲籽由新疆维吾
尔自治区维吾尔医院药剂科提供,经该院质量检验部
鉴定;OVA(美国Sigma公司),氢氧化铝干粉(西安
化学试剂厂),磷酸缓冲液(武汉博士德生物工程有限
公司),醋酸地塞米松片(浙江仙锯制药股份有限公
司),生理盐水(国药集团新疆制药有限公司)。
1.3 榅桲籽二氯甲烷提取物的制备 将4.5kg榅
桲籽先后浸泡在10倍、8倍、6倍的二氯甲烷中(每
次浸泡3d,每天搅拌40min),真空抽滤,将滤液减
压浓缩(回收二氯甲烷),油浴锅温度设为39℃(二
氯甲烷沸点),浓缩产物约50mL,4℃放置备用,橄
榄油稀释后使用。
1.4 哮喘模型制作及干预方法 将72只雄性SD
大鼠在SPF级动物屏障系统中适应性饲养3d后,
随机分为6组:正常对照组、哮喘模型组、地塞米松
阳性对照组、榅桲籽低剂量(0.2mg/kg体质量)、中
剂量(0.4mg/kg体质量)、高剂量(0.8mg/kg体质
量)组,每组12只。OVA雾化吸入致敏的方法建
立哮喘大鼠模型[10]。除正常对照组外,其余SD大
鼠腹腔注射10%OVA,隔天分批置于自制密闭容
器内超声雾化吸入1%OVA,每次雾化30min。
从第3周开始,阳性对照组以0.1mg/kg体质
量的地塞米松灌胃;榅桲籽治疗组以低、中、高
剂量(0.2mg·kg-1·d-1、0.4mg·kg-1·d-1、
0.8mg·kg-1·d-1)连续给药21d,同时超声雾化
吸入1%OVA,末次激发后24h处死大鼠。
1.5 大鼠BALF中的白细胞及EOS计数 最后一
次雾化24h后,各组大鼠腹腔注射10%的水合氯
醛,剖开胸腔,暴露气管和肺部,从甲状软骨处上方
剪开V形缺口,插入磨平的针头,丝线结扎固定,再
用注射器收集肺泡灌洗液,灌洗3次。取出肺泡灌
洗液后用SYSMEX(动物专用)计算白细胞、EOS
的个数。
1.6 组织形态学观察 最后一次雾化24h后,取
右中肺组织,以4%多聚甲醛固定2~4h,常规石蜡
407 新 疆 医 科 大 学 学 报 第39卷
包埋、HE染色,显微镜下观察支气管肺组织病理形
态学变化。
1.7 大鼠肺组织中炎症细胞因子水平的检测 取
左肺下叶组织0.1~2g,在冰冷的生理盐水中冲洗,
内切式组织匀浆机上下研磨制成组织匀浆液,
2 000r/min离心 15 min,吸取上清。严格按照
ELISA试剂盒说明书,分别测定各组大鼠肺组织
IL-4、IL-5含量。
1.8 肺组织中活性氧浓及抗氧化酶水平的检测
将组织匀浆液离心取上清液,采用TBA(凝血酶适
体)显色法测定肺组织丙二醛(MDA)含量,黄嘌呤
氧化酶法测定超氧化物歧化酶(SOD)的活力,还原
性谷胱甘肽对过氧化氢的还原法测定谷胱甘肽过氧
化物酶(GSH-PX)活力。
1.9 统计学处理 采用SPSS19.0软件进行统计学
处理,计量资料以均数±标准差 (-x±s)形式表示,
进行方差齐性检验和正态性检验,如满足方差分析
要求,采用单因素方差分析(one way ANOVA),以
P <0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 榅桲籽对气道总白细胞和嗜酸性粒细胞浸润
的影响 哮喘模型组BALF中白细胞和EOS个数
增加,与正常对照组比较差异有显著统计学意义(P
<0.01);榅桲籽治疗组和阳性对照组BALF中白细
胞和EOS个数较哮喘模型组显著降低 ,差异有统
计学意义 (P<0.01);榅桲籽高剂量组和阳性对照组
中,白细胞和EOS水平差异无统计学意义(表1)。
表1 各组对白细胞及EOS水平的影响(-x±s)
组别 动物/只 白细胞数/(×109/L) EOS总数/(×109/L)
正常对照组组 12 1.32±0.03 0.63±0.13
哮喘模型组 12 4.23±0.51△ 2.23±0.21△
地塞米松阳性对照组 12 1.43±0.21**▲ 1.03±0.11**▲
榅桲籽低剂量组 12 2.87±0.34** 1.85±0.21**
榅桲籽中剂量组 12 2.12±0.38** 1.80±0.18**
榅桲籽高剂量组 12 1.87±0.29** 1.47±0.19**
注:与正常对照组比较,△P <0.01;与哮喘模型组比较,**P <0.01;
与榅桲籽低剂量组比较,▲P <0.05。
2.2 组织形态学观察 正常对照组:可见支气管官
腔规则、无支气管收缩征象,肺组织中有少量的炎性
细胞浸润(图1a)。哮喘模型组:可见严重支气管收
缩,支气管黏膜下层及黏膜外层、血管、肺泡间质可
见大量的EOS、淋巴细胞等炎症细胞浸润;细小的
支气管内可见黏液栓,气道基底膜明显增厚,气道狭
窄(图1b)。阳性对照组:可见支气管管壁结构基本
恢复正常,壁和气道平滑肌增厚不明显,支气管和血
管周围有少量炎症细胞浸润,肺泡腔及肺泡隔也基
本恢复正常(图1c)。榅桲籽低、中剂量组:可见支
气管管壁增厚,杯状细胞化生,支气管和血管周围的
EOS、淋巴细胞等炎症细胞浸润 (图1d、1e)。榅桲
籽高剂量组:可见支气管管壁轻度增厚,支气管黏膜
有少量的杯状细胞化生,血管有少量充血,支气管和
血管周围少量炎性细胞浸润,肺泡腔及肺泡隔基本
恢复正常(图1f)。
a:正常对照组 b:哮喘模型组 c:地塞米松阳性对照组
d:榅桲籽低剂量组 e:榅桲籽中剂量组 f:榅桲籽高剂量组
图1 榅桲籽对肺组织病理形态改变的影响(HE×200)
507 第6期 麦丽帕提·木合巴提,等:维药榅桲籽提取物对哮喘大鼠抗炎、抗氧化功能的影响
2.3 榅桲籽对肺组织中炎症细胞因子的抑制作
用 哮喘模型组大鼠肺组织中IL-4、IL-5含量均明
显升高,与正常对照组比较差异有统计学意义 (P
<0.01)。榅桲籽低、中、高治疗组大鼠肺组织中IL-
4、IL-5含量较哮喘模型组均明显降低,差异有统计
学意义 (P <0.01)(表2)。
2.4 榅桲籽对肺组织中活性氧及氧化酶的调节作
用 哮喘模型组肺组织中 MDA含量增加与正常对
照组比较有统计学差异 (P <0.05);榅桲籽各治疗
组肺组织中 MDA含量均下降,与哮喘模型组比较
差异有统计学意义(P<0.05)。哮喘模型组肺组织
中SOD、GSH活力降低,与正常对照组比较差异有
统计学意义 (P <0.01);榅桲籽治疗组SOD、GSH
活力显著增加,与哮喘模型组比较差异有统计学意
义 (P <0.01)(表3)。
表2 榅桲籽对各组肺组织中炎症细胞因子水平的影响(-x±s)
组别 动物/只 IL-4(ng/mL) IL-5(pg/mL)
正常对照组 12 14.67±3.87 124.57±21.49
哮喘模型组 12 28.54±2.49△ 213.63±10.95△
地塞米松阳性对照组 12 14.96±2.21** 127.73±38.45**
榅桲籽低剂量组 12 16.22±3.06** 144.55±54.10**
榅桲籽中剂量组 12 15.18±1.35** 131.45±21.90**
榅桲籽高剂量组 12 14.90±2.75** 128.56±21.88**
注:与正常对照组比较,△P <0.01;与哮喘模型组比较,**P <0.01。
表3 榅桲籽对肺组织中活性氧及氧化酶水平的影响(-x±s)
组别 动物/只 MDA/(nmol/mgprot) SOD/(U/mgprot) GSH-PX/(μmol/L)
正常对照组 12 3.35±0.12 27.91±3.77 9.89±2.55
哮喘模型组 12 8.56±1.83△ 11.54±1.95△ 7.38±2.48△
地塞米松阳性对照组 12 3.62±0.40* 28.65±4.55** 16.74±2.55**△
榅桲籽低剂量组 12 4.46±0.25* 50.38±5.89** 15.46±2.31**
榅桲籽中剂量组 12 3.94±0.57* 55.15±3.67**△ 15.74±3.45**△
榅桲籽高剂量组 12 3.81±0.60* 61.91±3.57**△ 17.72±1.13**△▲
注:与正常对照组比较,△P <0.05;与哮喘模型组比较,*P <0.05,**P <0.01;与榅桲籽低剂量组比较,▲P <0.05。
3 讨论
支气管哮喘是气道受多种炎症细胞及细胞组分
刺激而引起气道反应性增高和气道的重塑,使气道
炎症进一步加重,黏液大量渗出,炎性细胞大量聚
集,形成一种恶性循环从而造成肺及气管受损的病
症[11]。辅助性T细胞(Th2)活化后产生的细胞因
子IL-4和IL-5凝滞在气道黏膜中,形成慢性炎症
或者引发哮喘[12]。哮喘炎性细胞因子和趋化因子
的表达对气道的收缩性和其药理学机制及药物调节
作用之间的联系是通过过敏源诱导的哮喘动物模型
来观察研究的。药物化学研究已经发现了许多潜在
的抗哮喘药物,尤其是来自民间的医药用植物,所以
研究天然药物的来源变得越来越重要。有抗炎作用
的维吾尔药物种类繁多、疗效显著,榅桲籽就是其典
型的代表之一[13]。本课题组前期研究已发现榅桲
籽具有抗炎、抗氧化活性,但其对细胞因子及氧化-
抗氧化系统调节作用的研究尚为甚少。本研究表
明,榅桲籽治疗大鼠哮喘是通过抑制BALF中炎症
细胞的浸润、抑制肺组织中升高的IL-4、IL-5以及
减少气道氧化应激反应。本研究发现IL-4与IL-5
在OVA致敏的哮喘模型组肺组织中显著升高,但
在治疗组中榅桲籽成功地阻断了EOS活化而生产
的IL-4和IL-5的分泌。本研究结果表明,榅桲籽
可能是通过阻断Th2细胞因子依赖性途径而抑制
白细胞和EOS在肺部的浸润。
随着对机体氧化-抗氧化系统研究的不断深入,
发现众多炎症细胞如EOS在受强刺激后迁移,释放
大量的氧自由基 ,如丙二醇(MDA)、超氧化物歧化
酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等可以
有效地清除体内的自由基[14-15]。随着炎症细胞繁
殖,自由基含量随之增加;气道内抗氧化酶减少,不
能及时而有效地清除氧自由基,氧化抗氧化动态平
衡破坏,引起支气管上皮损伤,气道炎症的加重,这
可能也是哮喘发病的机制之一。因此,在哮喘预防
及治疗过程中,使用抗氧化剂或氧化自由基清除剂
可能对哮喘的恢复有益处。本研究结果显示,榅桲
籽抑制肺组织中 MDA含量,增加SOD、GSH活力,
其中榅桲籽高剂量组对哮喘大鼠疗效最显著,其抗
炎作用可能是通过改变哮喘大鼠肺组织中 MDA、
SOD和GSH-PX的活性、减弱氧化应激反应和加
强抗氧作用而发挥的。
然而,炎症细胞的增殖与凋亡等过程可能与的
哮喘发生、发展中细胞因子含量的改变有所关联,并
且榅桲籽对哮喘大鼠的抗炎、抗氧化作用具体是通
过哪一种成分而发挥以及榅桲籽是如何实现对炎性
细胞、细胞因子以及氧化自由基的调节机制尚不明
确,有待后续研究。
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[收稿日期:2016-01-11]
(本文编辑 杨晨晨)
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收稿日期:2015-12-15
(本文编辑 张巧莲)
117 第6期 邵国安,等:线粒体激素受体P43在甲状腺乳头状癌中的表达及其临床价值