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安石榴甙对LPS诱导的小鼠急性肺损伤的保护作用



全 文 :doi:10. 3969 / j. issn. 1000-484X. 2015. 10. 007
安石榴甙对 LPS诱导的小鼠急性肺损伤的保护作用
李晓娟 贺顺尧① (河南省南阳胸科医院检验科,南阳 473000)
中图分类号 R392. 9 文献标志码 A 文章编号 1000-484X(2015)10-1329-04
①河南省南阳市南阳胸科医院彩超室,南阳 473000。
作者简介:李晓娟(1974 年-) ,女,检验科主任,副主任检验师,主要
从事临床检验方面的研究。
[摘 要] 目的:探讨安石榴甙在 LPS 诱导的急性肺损伤中的保护作用。方法:腹腔注射 20 mg /kg 体重的 LPS(脂多
糖)制备 ALI(急性肺损伤)小鼠模型,诱导小鼠急性肺损伤。随机将 60 只小鼠分为 6 组,每组 10 只:正常对照组,LPS 组,
LPS+安石榴甙组(10、20、40 mg /kg体重) ,LPS+地塞米松组。安石榴甙和地塞米松均在注射 LPS前 2 h腹腔注射给药,然后小
鼠再腹腔注射致死量的 LPS,正常对照组小鼠只给予腹腔注射等体积的 PBS。HE染色,观察小鼠肺组织在不同处理条件下的
病理变化和肺损伤程度;称量小鼠湿肺、干肺重量,观察小鼠的肺水肿程度;检查肺组织匀浆中的 MPO(髓过氧化物酶活性)活
性情况,分析中性粒细胞的活化和浸润情况;计数肺泡灌洗液中的细胞总数和炎症细胞的数量,ELISA检测肺泡灌洗液中炎性
细胞因子的浓度,分析安石榴甙对炎症反应的影响。结果:小鼠肺组织 HE染色结果发现,LPS诱导的肺组织炎性细胞浸润,间
质水肿和肺实质的损伤均明显减轻。不同剂量的安石榴甙可以显著减低 ALI小鼠中湿肺 /干肺重量比(P<0. 05)。说明安石
榴甙可以减轻 ALI导致的肺组织渗出、水肿。不同剂量的安石榴甙可以显著减少肺泡灌洗液中的炎症细胞总数以及中性粒
细胞和巨噬细胞的数量(P<0. 05)。安石榴甙可明显降低肺泡灌洗液中的细胞因子 IL-6、IL-12、TNF-α 和 IL-1β 的浓度(P<
0. 05)。MPO的活性检测表明,安石榴甙减少了 LPS诱导的中性粒细胞在肺组织中的浸润。结论:安石榴甙在 LPS 诱导的急
性肺损伤中具有明显的保护作用。
[关键词] 安石榴甙;脂多糖;急性肺损伤
Protective effects of pomegranate glycosides on LPS-induced acute lung injury to
mice
LI Xiao-Juan,HE Shun-Yao. Clinical Laboratory,Nanyang Chest Hospital,Nanyang 473000,China
[Abstract] Objective:To investigate the protective effect of punicalagin in LPS induced ALI. Methods:ALI mice model was
induced by intraperitoneal injection of LSP(20 mg /kg bodyweight)to induce acute lung injury in mice. A total of 60 mice were divided
into 6 groups,10 rats in each group:normal control group,LPS group,LPS+ punicalagin group (10,20,40 mg /kg bodyweight) ,LPS+
dexamethasone group. 2 h before LPS injection,punicalagin and dexamethasone were intraperitoneal injection in mice,and then by intra-
peritoneal injection of a lethal dose of LPS,normal control group mice were given intraperitoneal injection of an equal volume of
PBS. HE staining,observed the lung tissue of mice in the different treatment conditions of the pathological changes and the degree of
lung injury,weighted the wet lung and dry lung of the mice respectively,observed degree of pulmonary edema in mice,inspect MPO ac-
tivity of lung homogenate,analyzed the activation and infiltration of polymorphonuclear,counted the total number of cells and the number
of inflammatory cells in alveolar lavage fluid,detected the concentration of inflammatory cytokines in bronchoalveolar lavage fluid with
ELISA,and analyzed the impact of punicalagin on inflammation of lung tissue. Results:HE staining of lung tissue in mice and found
that the LPS-induced lung inflammatory cell infiltration,interstitial edema and pulmonary parenchymal damage were significantly re-
duced. Different dose of punicalagin could significantly reduce the lung wet /dry lung weight ratio of ALI in mice (P < 0. 05)
. Punicalagin ALI could reduce lung tissue caused exudation,edema. The different doses of punicalagin could significantly reduce the in-
flammatory cells in bronchoalveolar lavage fluid,the sum of the number of neutrophils and macrophages (P< 0. 05). Punicalagin could
significantly reduce the concentration in the bronchoalveolar lavage cytokines IL-6,IL-12,TNF-α and IL-1β (P<0. 05). The MPO ac-
tivity was detected that punicalagin reduce neutrophil infiltration induced by LPS in the lung tissue. Conclusion:Punicalagin has pro-
tective effects on LPS induced acute lung injury.
[Key words] Punicalagin;Lipopolysaccharide;Acute lung injury
急性肺损伤是由于心源性以外的各种肺内外致
病因素导致的急性进行性缺氧性呼吸衰竭,临床上
是以非心源性肺水肿和顽固性低氧血症为特征的一
种综合征[1]。急性肺损伤作为一种严重的疾病仍
然具有 30% ~40%的死亡率,若伴有脓毒症病死率
高达 90%[2,3]。截至目前报道,急性肺损伤若同时
并发 4 个以上脏器功能 障 碍,则 病 死 率 为
100%[4,5]。因此,探索治疗急性肺损伤的有效措施
和特效药物是非常必要和迫切的。安石榴甙是从石
·9231·李晓娟等 安石榴甙对 LPS诱导的小鼠急性肺损伤的保护作用 第 10 期
榴科植物中提取的一种多酚类活性成分。近几年来
研究发现,安石榴甙具有很强的抗氧化、抗增殖和抑
制肿瘤的作用,以及对抗动脉粥样硬化和抗炎症功
能[6-8]。在原代培养的软骨细胞,安石榴甙抑制了
LPS诱导的炎症反应[9]。安石榴甙可以抑制 LPS诱
导的炎症反应,那么是否可以将其用于 LPS 诱导的
急性肺损伤的治疗目前还不清楚。本研究就是通过
应用安石榴甙治疗 LPS 诱导的急性肺损伤,观察安
石榴甙在急性肺损伤中的作用。
1 材料与方法
1. 1 试剂耗材 安石榴甙(>89%)购自北京寰宇
科创生物公司,LPS(Escherichia coli O55:B5)购自
Sigma公司,细胞因子 ELISA 检测试剂盒,髓过氧化
物酶检测试剂盒购自上海酶联生物公司。
1. 1. 1 实验动物 6 ~ 8 周龄 BALB /c 小鼠购自河
南省实验动物中心
1. 2 实验方法
1. 2. 1 ALI小鼠模型的制备 随机将 60 只 BALB /
c小鼠分为 6 组,每组 10 只:正常对照组,LPS 组,
LPS+安石榴甙组(10、20、40 mg /kg 体重) ,LPS+地
塞米松组。安石榴甙和地塞米松均在注射 LPS 前 2
h腹腔注射给药,然后小鼠再腹腔注射致死量的
LPS(20 mg /kg体重)诱导急性肺损伤。正常对照组
小鼠只给予腹腔注射等体积的 PBS。LPS 注射 7 h
后,处死小鼠,解剖小鼠取肺脏,收集小鼠支气管肺
泡灌洗液。
1. 2. 2 肺组织渗出程度检测(湿肺 /干肺重量比)
(1)断颈处死小鼠,解剖小鼠,分离获取小鼠肺
脏。(2)称重记录每只小鼠左肺湿肺重量。(3)然
后,将左肺置于 80℃烤箱内烘烤 48 h,直至肺脏完
全失去水分,称重获得干肺重量。(4)计算湿肺 /干
肺的比例评估肺组织水肿的程度。
1. 2. 3 肺脏 HE染色 (1)将取出的右肺切取一部
分放入 4%多聚甲醛中固定。(2)将固定过的标本
放入脱水机中脱水、透明、浸蜡。(3)经以上处理后
将标本进行包埋、切片、染色。(4)用中性树胶封
片,显微镜下观察结果。
1. 2. 4 MPO 活性检测 (1)取肺组织 100 mg 加
0. 5% CTAB溶液 1 ml;(2)用玻璃匀浆器制备匀浆,
反复冻融(-80℃ /37℃)三次;(3)4℃条件下,3 000
r /min离心 15 min;(4)取 0. 1 ml上清加反应液 2. 9
ml;(5)保持温度 25°C,立即置分光光度计在 460
mm波长下进行 2 min时间扫描。以第 30 秒到第 90
秒的 1 min内吸光度的变化代表酶活力的改变。1
单位MPO活力以 25℃时分解 1 mmol过氧化氢来表
示。
1. 2. 5 支气管肺泡灌洗液中炎性细胞计数 (1)
收集支气管肺泡灌洗液,3 000 r /min,4℃离心 10
min;(2)弃去上清,50 μl PBS 重悬细胞; (3)Giemsa
染色,采用血细胞计数器计数支气管肺泡灌洗液中
的细胞总数和白细胞分类计数。
1. 2. 6 ELISA 检测细胞因子浓度 根据细胞因子
ELISA检测试剂盒说明书中的方法,分别检测各组
小鼠肺泡灌洗液中炎性细胞因子 IL-6、IL-12、TNF-α
和 IL-1β的浓度。
1. 3 统计学分析 所有的数据用 x±s 表示,采用单
因素方差分析和 t检验进行统计学分析,P<0. 05 认
为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 安石榴甙对 LPS 诱导的 ALI 肺脏组织病理变
化的影响 小鼠肺组织 HE染色,结果发现,对照组
肺脏表现为正常的组织结构和形态特征,LPS 组肺
脏显示大面积炎性细胞的浸润,肺泡上皮完整性破
坏和肺实质的损伤。然而,不同剂量的安石榴甙组
LPS诱导的肺组织病理损失均明显减轻,这和地塞
米松具有同样的治疗效果(图 1)。
2. 2 安石榴甙抑制 LPS 诱导的湿肺 /干肺重量比
通过称量 ALI小鼠经过不同处理后的肺脏重量,
计算肺的湿肺 /干肺重量比观察肺组织渗出、水肿的
情况。结果表明,和正常对照组相比(湿肺的重
量是干肺重量的约4倍) ,LPS处理后,肺组织的渗出
图 1 安石榴甙对 LPS 诱导的 ALT 肺脏组织病理变化的
影响
Fig. 1 An punicalagin influence on LPS-induced ALI
pathological changes in lung tissue
Note:A. Normal control group;B. LPS group;C. LPS + dexamethasone
group;D-F. LPS + punicalagin group(10 mg /kg,20 mg /kg,40
mg /kg).
·0331· 中国免疫学杂志 2015 年第 31 卷
和水肿非常明显,湿肺的重量是干肺重量的约 8 倍。
而不同剂量的安石榴甙或者地塞米松预处理后显著
减低 ALI小鼠中湿肺 /干肺重量比(P<0. 05)。说明
安石榴甙可以减轻由于 LPS 刺激所导致肺组织渗
出、水肿。
2. 3 安石榴甙减少肺组织灌洗液中的炎症细胞
注射 LPS 7 h后,收集肺组织灌洗液中的细胞,计数
灌洗液中的细胞总数和中性粒细胞、巨噬细胞的数
量。如图 3 所示,相对于正常对照组,注射 LPS后可
以显著提高肺泡灌洗液中的总炎症细胞数量,以及
中性粒细胞和巨噬细胞的数量。但是,不同剂量的
安石榴甙和地塞米松可以显著减少肺泡灌洗液中的
炎症细胞总数以及中性粒细胞和巨噬细胞的数量
(图 3) ,差异有统计学意义(P<0. 05)。
图 2 安石榴甙对 LPS 诱导的 ALI 小鼠湿肺 /干肺重量比
的影响
Fig. 2 An impact that punicalagin on LPS-induced ALI in
mice lung wet /dry lung weight
Note:* . P<0. 05.
2. 4 安石榴甙减少促炎细胞因子的分泌 LPS 注
射后 7 h,ELISA检测肺泡灌洗液中细胞因子 IL-6、
IL-12、TNF-α和 IL-1β的浓度。结果表明,LPS 处理
后,肺泡灌洗液中 IL-6、IL-12、TNF-α 和 IL-1β 的浓
度显著升高。但是,安石榴甙可明显降低肺泡灌洗
液中的细胞因子浓度(P<0. 05) ,而且这种作用具有
剂量依赖性,随着浓度的增加,安石榴甙对炎性细胞
因子的抑制作用更加明显(图 4)。
2. 5 安石榴甙抑制 LPS 导致的 MPO 活性增加
MPO的活性是中性粒细胞浸润的可信标志。如图 5
所示,相对于正常对照组,LPS 刺激后显著增加了
MPO的活性。而安石榴甙组和地塞米松组中 LPS
引起的 MPO的活性增强被明显抑制(P<0. 05)。说
明安石榴甙减少了 LPS 诱导的中性粒细胞在肺组
织中的浸润。
图 5 安石榴甙抑制 LPS诱导的MPO活性增加
Fig. 5 An increase punicalagin inhibit LPS caused
MPO activity
Note:* . P<0. 05.
图 3 安石榴甙减少肺组织灌洗液中的炎症细胞
Fig. 3 An punicalagin can reduce inflammatory cells in lung tissue lavage fluid
Note:* . P<0. 05.
图 4 安石榴甙减少促炎细胞因子的分泌
Fig. 4 An punicalagin reduce secretion of proinflammatory cytokines
Note:* . P<0. 05.
·1331·李晓娟等 安石榴甙对 LPS诱导的小鼠急性肺损伤的保护作用 第 10 期
3 讨论
LPS 是革兰阴性细菌细胞壁的一种成分,LPS
进入肺组织后,可激发机体强烈的炎症反应导致急
性肺损伤[10]。炎症反应引起的组织损伤是急性肺
损伤的重要病理基础,而局部炎症的特征性标志是
细胞的大量聚集,众多细胞因子在中性粒细胞聚集
过程中起了重要作用[11]。MPO 是中性粒细胞的一
种酶,其水平和活性直接反映了中性粒细胞的功能
和活化状态[12]。急性肺损伤常伴随有炎症反应及
多种炎性细胞因子的释放,引起中性粒细胞的浸润。
肺泡灌洗液中白细胞计数和肺组织中 MPO 可间接
反映肺内中性粒细胞的渗出和积聚量[13,14]。本研
究中安石榴甙的使用剂量主要根据 Jean-Gilles等人
的研究成果[15]。本研究结果表明,安石榴甙可以减
轻 LPS导致的肺组织的损伤,可以减轻肺组织的渗
出和水肿;明显减少了支气管肺泡灌洗液中炎症细
胞总数及中性粒细胞和巨噬细胞的数量;可显著减
低肺泡灌洗液中细胞因子 IL-6、IL-12、TNF-α 和 IL-
1β的浓度;减少了中性粒细胞在肺组织中的浸润。
综上所述,安石榴甙对 LPS 诱导的急性肺损伤具有
保护作用,但是安石榴甙在急性肺损伤中的治疗剂
量和不良反应,有待进一步研究。可望将安石榴甙
开发成为一类新的急性肺损伤保护剂而应用于临床
疾病的治疗。
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[收稿 2015-02-14 修回 2015-03-18]
(编辑 张晓舟)
·2331· 中国免疫学杂志 2015 年第 31 卷