全 文 :·24· Chinese Journal of Information on TCM Dec.2013 Vol.20 No.10
·实验研究·
香青兰总黄酮对支气管哮喘大鼠肺功能的影响
康小龙 1,姚明达 1,何承辉 2,闫丽丽 3
1.新疆医科大学附属中医医院,新疆 乌鲁木齐 830000;2.新疆维吾尔自治区药物研究所,新疆 乌鲁木齐 830004;
3.石河子大学药学院,新疆 石河子 832000
摘要:目的 观察香青兰总黄酮对支气管哮喘大鼠肺功能及肺组织Ⅲ型胶原的影响。方法 SD 大鼠 60 只随机
分为正常对照组、模型组、地塞米松组和香青兰总黄酮低、中、高剂量组。除正常对照组外,其余各组采用卵白蛋白
(OVA)致敏和激发建立大鼠哮喘模型。模型建立后,正常对照组和模型组给予双蒸水灌胃,各给药组分别给予香青兰总
黄酮和地塞米松灌胃,1 次/d,连续 30 d。末次给药后,采用美国 Buxco 公司的整体体积描记系统,检测香青兰总黄酮
对支气管哮喘大鼠呼吸频率(F)、每分钟通气量(MVb)、吸气流量峰值(PIFb)及呼气流量峰值(PEFb)及增强的呼吸间
歇(Penh)的影响,ELISA 法检测肺组织Ⅲ型胶原含量变化。结果 香青兰总黄酮 180、360 mg/kg 可降低支气管哮喘
大鼠 F 和 Penh(P<0.05,P<0.01),升高 MVb、PIFb 和 PEFb(P<0.05),降低肺组织Ⅲ型胶原含量(P<0.05,P<
0.01)。结论 香青兰总黄酮可改善支气管哮喘大鼠肺功能,降低气道反应性,改善哮喘气道重塑。
关键词:香青兰总黄酮;支气管哮喘;气道高反应性;Ⅲ型胶原;肺功能;大鼠
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2013.12.009
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)12-0024-02
Effect of Moldavica Total Flavone on Pulmonary Function in Ovalbumin-induced Bronchial
Asthmatic Rats KANG Xiao-long1, YAO Ming-da1, HE Cheng-hui2, YAN Li-li3 (1.Hospital of Chinese Medicine
Affiliated to Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, China;2.Xinjiang Medicine Research Institute, Urumqi 830004,
China;3.School of Pharmacy, Shihezi University, Shihezi 832000, China)
Abstract:Objective To investigate the effect of moldavica total flavone on pulmonary function and
collagen type Ⅲ in lung tissue of ovalbumin-induced bronchial asthmatic rats. Methods A total of 60 SD
rats were randomly divided into control group, model group, dexamethasone group, and moldavica total
flavone low, medium and high dose group. Rat asthma model was established by ovalbumin challenge
methods except the control group. The control and model group were intragastrically given distilled water,
medicine groups were intragastrically given moldavica total flavone and dexamethasone for 30 d, once per
day. After the last administration, the pulmonary function and airway responsiveness including breathing
frequency (F), minute ventilation (MVb), peak inspiratory flow (PIFb), peak expiratory flow (PEFb) and
enhanced pause (Penh) were measured by using non-invasive measurement system (Penh system, Buxco,
USA). The collagen type Ⅲ in lung tissue were detected by ELISA. Results The moldavica total flavone at
180 and 360 mg/kg decreased F and Penh (P<0.05, P<0.01), increased MVb, PIFb and PEFb (P<0.05),
and decreased collagen type Ⅲ in lung tissue (P<0.05, P<0.01). Conclusion Moldavica total flavone can
relieve the airway hyperresponsiveness and remodeling, improve respiratory function of ovalbumin-
induced bronchial asthmatic rats.
Key words:moldavica total flavone;bronchial asthma;airway hyperresponsiveness;Col Ⅲ;pulmonary
function;rats
支气管哮喘(以下简称“哮喘”)是一种反复发作的慢性气
道炎症性疾病,具有可逆性支气管收缩、气道反应性增高、嗜
酸性粒细胞募集和黏液高分泌等特征[1]。据《维吾尔药志
(上)》[2]记载,唇形科植物香青兰(Dracocephalum moldavica
L.)具有镇咳、袪痰、平喘作用。本课题组从香青兰中提取的
基金项目:国家自然科学基金(81060358)
通讯作者:何承辉,E-mail:hch301@sohu.com
有效部位香青兰总黄酮,采用 Buxco 大、小鼠肺功能检测仪观
察香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺功能、气道反应性的影响,以期
为香青兰总黄酮的新药开发提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 药物
香青兰药材购自安徽省亳州市德昌药业有限公司,经新疆
维吾尔自治区药物研究所何江研究员鉴定为正品。经 40%乙醇
回流提取1次,3 h,提取液用HPD100型大孔吸附树脂纯化,70%
2013 年 12 月第 20 卷第 12 期 中国中医药信息杂志 ·25·
乙醇洗脱,浓缩干燥,得香青兰总黄酮,经 UV 测定,总黄酮含量
为 60%以上。临用前用 0.5%羧甲基纤维素钠溶解,配制成所需
浓度。醋酸地塞米松片,浙江仙琚制药股份有限公司生产,批号
110356。
1.2 动物
清洁级 SD 大鼠 60 只,雌雄各半,体质量 180~220 g,新疆
实验动物研究中心提供,合格证号:SCXK(新)2003-0002。
1.3 试剂与仪器
卵白蛋白(OVA),Sigma 公司,批号 1001115808;氢氧化铝,
西安化学试剂厂,批号 20100912;磷酸组胺,上海三杰生物技
术有限公司,批号 20110901;氯化乙酰胆碱,上海三爱思试剂
有限公司,批号 20120222;大鼠Ⅲ型胶原(Col Ⅲ)ELISA 试剂
盒,上海将来试剂公司,批号 201204;二辛可宁酸蛋白定量试
剂盒,江苏碧云天生物技术研究所,批号 20120415。超声雾化
器,江苏鱼跃医疗设备公司;Buxco 大、小鼠肺功能检测仪,美
国 Buxco 公司;酶标仪,美国 BIO-RAD 公司。
2 实验方法
2.1 分组与造模
SD 大鼠随机分为正常对照组、模型组、地塞米松组及香
青兰总黄酮小、中、大剂量组,每组 10 只。采用 OVA 致敏法制
备动物模型。除正常对照组外,其他 5 组动物第 1、2、3 日用
含 OVA 10 mg、Al(OH)3干粉 100 mg 的生理盐水混悬液 l mL
腹腔注射致敏,第 8 日重复致敏 1 次,第 15 日开始超声雾化
1%OVA 进行激发,约 30 min/次,于每日早上 8-9时进行。直至
大鼠出现哮喘样发作,共 4 周。雾化时见大鼠出现烦躁不安、
打喷嚏、大小便失禁、抓耳朵、紫绀等症状,说明哮喘模型复
制成功。第 5 周起各给药组分别灌胃给予香青兰总黄酮 90、
180、360 mg/kg,地塞米松 1 mg/kg,正常对照组及模型组灌胃
给予生理盐水,每日 1次,共 30 d。
2.2 大鼠肺功能测定
末次给药后 1 h,使用美国 Buxco 公司的整体体积描记系
统测定肺功能,参考文献[1,3]方法。大鼠放入流量型整体体积
描记箱,每个箱内放置 1 只大鼠,每轮测量 4 只大鼠,将大鼠直
接放进一个密闭的腔内,大鼠能自由活动,无须麻醉,呼吸接近
自然,观察并让动物在腔内适应 5~10 min。首先用 0.4%磷酸
组胺-2%氯化乙酰胆碱(1∶2)进行激发,激发剂经雾化系统进
入每个放置大鼠的整体体积描记箱,每个整体体积描记箱内雾
化 50 µL,雾化器的雾化时间为 1 min。传感器记录小鼠呼吸时
引起的体描箱内压力变化,由放大器处理后,信号传输给系统,
由计算机计算出大鼠的呼吸频率(F)、每分种通气量(MVb)、吸
气流量峰值(PIFb)、呼气流量峰值(PEFb)及增强的呼吸间歇
(Penh)。
2.3 大鼠肺组织中Ⅲ型胶原含量测定
末次给药后 1 h,用 2%戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻
醉大鼠,处死后,取右肺,称重,加入一定量的生理盐水,用组织
匀浆机充分研碎,制成 10%组织匀浆。制备好的匀浆放入离心
机中以 3500 r/min 离心 10 min,提取上清液分装,首先用二辛
可宁酸蛋白定量试剂盒测定肺组织匀浆中蛋白浓度,ELISA 试
剂盒检测匀浆液中 Col Ⅲ含量,操作按试剂盒说明书进行,测
定结果以每毫升匀浆液中蛋白含量(pg/mg)进行校正。
3 统计学方法
采用 SPSS11.0 统计软件进行分析。数据以—x±s 表示,组间
比较采用方差分析。P<0.05 表示差异有统计学意义。
4 结果(见表 1~表 3)
表 1 各组大鼠气道反应性比较(—x±s)
组别 只数 剂量(mg/kg) Penh
正常对照组 10 1.01±0.51
模型组 10 1.73±0.36△△
香青兰总黄酮组(小) 10 90 1.66±0.41
香青兰总黄酮组(中) 10 180 1.29±0.42*
香青兰总黄酮组(大) 10 360 1.18±0.33**
地塞米松组 10 1 1.26±0.36**
注:与正常对照组比较,△△P<0.01;与模型组比较,*P<0.05,
**P<0.01
表 2 各组大鼠肺织 Col Ⅲ型含量比较(—x±s)
组别 只数 剂量(mg/kg) Col Ⅲ(pg/mg)
正常对照组 10 1.878±0.308
模型组 10 2.420±0.267△△
香青兰总黄酮组(小) 10 90 2.200±0.280
香青兰总黄酮组(中) 10 180 2.096±0.334*
香青兰总黄酮组(大) 10 360 2.025±0.185**
地塞米松组 10 1 1.987±0.440*
注:与正常对照组比较,△△P<0.01;与模型组比较,*P<0.05,
**P<0.01
表 3 各组大鼠肺功能指标比较(—x±s)
组别 只数 剂量(mg/kg) F(次/min) MVb(mL/min) PIFb(mL/s) PEFb(mL/s)
正常对照组 10 144.72±34.35 194.52±38.76 12.36±1.69 12.58±1.43
模型组 10 221.08±24.08△△ 162.90±17.25△ 9.90±1.33△△ 10.63±1.00△△
香青兰总黄酮组(小) 10 90 195.17±24.12 171.22±29.62 10.27±1.38 11.32±1.65
香青兰总黄酮组(中) 10 180 180.81±28.20* 178.57±34.22 11.29±1.34* 11.92±1.00*
香青兰总黄酮组(大) 10 360 171.56±43.91* 182.77±20.77* 11.45±1.30* 12.11±1.60*
地塞米松组 10 1 164.33±27.18** 189.44±30.93* 11.64±1.81* 12.07±1.23*
注:与正常对照组比较,△P<0.05,△△P<0.01;与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01
5 讨论
目前比较成熟的实验动物肺功能检查方法为体内有创检
查法和体内无创检查法,无创气道反应性测量以增强的呼吸间
歇(Penh)为代表,1997年Hamelmann等[3] (下转第28页)
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细胞总数及 IL-8 水平较正常人群明显升高,而且 IL-8 水平与
细胞总数及中性粒细胞、巨噬细胞呈正相关,在 COPD 气道炎症
的发生发展过程中发挥重要作用[7]。ET-1 是一类由内皮细胞释
放的 21 肽,具有强烈的收缩血管活性。在正常生理条件下,内
皮细胞通过产生多种生物活性物质调节血管的紧张度和正常
血管结构,而在缺氧条件下这种调节功能发生紊乱,一方面产
生血管扩张物质和内皮衍生舒张因子减少,另一方面肺血管内
皮释放的内皮衍生收缩因子增加,并且缺氧时内皮细胞受损,
使许多有害物质直接作用于平滑肌细胞,这些都导致了肺血管
反应异常和重建。在 COPD 发生发展过程中,气道炎症促使血管
内皮细胞和气道上皮细胞释放 ET-1,ET-1 过多合成,又进一步
加重了气道的炎症反应和组织损伤[8]。本研究显示,COPD 模型
大鼠血清、BALF 中 TNF-α、IL-8 和 ET-1 的含量显著高于正
常组,与以上文献报道结果相似。
COPD 属于中医学“咳嗽”、“喘证”、“肺胀”等范畴,痰、
瘀、虚是 COPD 的病机关键。芪蛭皱肺颗粒以黄芪益正托邪、
水蛭逐瘀消癥而共为君药;党参培土生金,丹参活血补血,为臣
药;五味子、麦冬补体助用,枳实开泄疏涤,共为佐药。诸药合
用,标本兼治,虚实共调,共奏益气培元、化痰活血之功效。本
研究发现,COPD 大鼠经芪蛭皱肺颗粒治疗后,与模型组比较,
芪蛭大剂量组血清中 TNF-α含量明显降低,芪蛭小、大剂量组
血清中 IL-8 含量降低明显,芪蛭中剂量组血清中 ET-1 含量显
著降低,芪蛭中剂量组 BALF 中 TNF-α含量明显降低,芪蛭小、
大剂量组 BALF 中 IL-8 含量明显降低,芪蛭中、芪蛭大剂量组
BALF 中 ET-1 含量显著降低。提示芪蛭皱肺颗粒对 COPD 的发
生、发展有一定的防治作用,调节血清、BALF 中 TNF-α、IL-8
和 ET-1 的含量可能是其防治 COPD 的作用机制之一。
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91-93.
(收稿日期:2013-03-09,编辑:华强)
(上接第 25 页) 建立了整体体积描记法(WBP),并通过一个
定量指标——Penh 来反映气道的反应性。WBP 是一种测定肺力
学相关指标的无创检查方法,不能直接测定气道阻力(sRaw)。
根据呼吸道发生堵塞或缩窄时,鼻部气流落后于胸部气流的相
位差增加,这种相位差使 WBP 波形在吸气与呼气的过渡区域发
生显著变化,通过量化支气管收缩程度的指标 Penh 来定量反
映气流受限程度。Bergren 等[4]比较了 Penh 和 sRaw 在豚鼠的
支气管反应性中的变化,结果也显示二者具有良好的相关性,
认为两者都适合评价实验动物的气道反应性。由于WBP具有明
显的优点,如检测时,动物被放进一个密闭的腔内,能自由的活
动、饮水,动物的活动和饮食均可不受限制、更易操作;操作者
的熟练程度对实验的影响相对较小、不存在漏气和动物挣扎的
影响等,故该方法得到广泛应用。因此,本实验以Penh 来定量反
映哮喘大鼠的气道反应性。结果表明,香青兰总黄酮中、大剂量
组可降低哮喘大鼠F,升高MVb、PIFb和PEFb,显著降低大鼠Penh,
提示香青兰总黄酮通过改善哮喘大鼠肺功能,降低气道反应性,
从而起到改善哮喘气道高反应性的作用。
气道重塑是哮喘反复发作的重要病理生理基础,在轻度哮
喘或哮喘的早期即可出现,它与哮喘肺功能损害及气道高反应
性密切相关,表现为基底膜增厚、上皮纤维化、平滑肌增生、
胶原蛋白沉积等[5]。近年来研究表明,Ⅲ型胶原是肺内细胞外
基质中胶原的主要成分,在哮喘气道重塑过程中,Ⅲ型胶原的
生成为细胞外基质沉积的主要病理基础,Ⅲ型胶原可致黏膜下
层显著增生[6]。因此,气道壁Ⅲ型胶原的增多可作为气道重塑
的标志。本研究显示,香青兰总黄酮中、大剂量组可通过降低
肺组织Ⅲ型胶原含量,减缓哮喘大鼠的气道重塑过程,达到治
疗哮喘的目的。
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(收稿日期:2013-03-27,编辑:华强)