全 文 ：·论著·
香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织基质金属蛋白酶及其抑制剂的影响
何承辉1，邢建国1，康小龙2，闫丽丽3
（1. 新疆维吾尔自治区药物研究所药剂室，乌鲁木齐 830004；2. 新疆医科大学附属中医医院药研室，乌鲁木齐 830000；3. 石河子大学药
学院药理系，新疆 石河子 832000）
摘要 目的 观察香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织基质金属蛋白酶 9（MMP-9）、基质金属蛋白酶抑制剂 1（TIMP-1）和转化生长
因子 β1（TGF-β1）的影响。方法 采用卵白蛋白致敏和激发建立大鼠哮喘模型，给予香青兰总黄酮进行干预后，ELISA法检测大
鼠肺组织 MMP-9、TIMP-1和 TGF-β1的水平。结果 香青兰总黄酮 180、360 mg·kg-1可降低哮喘大鼠肺组织中 MMP-9、TIMP-1、
TGF-β1含量及 MMP-9/TIMP-1比值（P < 0.05或 P < 0.01）。结论 香青兰总黄酮可纠正哮喘大鼠 MMP-9/TIMP-1失衡，降低
TGF-β1水平，改善哮喘气道重塑。
关键词 香青兰总黄酮；基质金属蛋白酶 9；基质金属蛋白酶抑制剂 1；转化生长因子 β1；气道重塑
中图分类号 R965.1 文献标志码 A 文章编号 0258-4646（2013）08-0686-03
网络出版地址 http://www.cnki.net/kcms/detail/21.1227.R.20130726.1840.024.html
Effects of Moldavica Total Flavone on MMP-9 and TIMP-1 Expression Levels in Lung of
Bronchial Asthma Rats
HE Cheng-hui1，XING Jian-guo1，KANG Xiao-long2，YAN Li-li3
（1. Department of Pharmaceutics，Xinjiang Medicine Research Institute，Urumqi 830004，China；2. Department of Medicine Research，Hospital of Chinese
Medicine Affiliated to Xinjiang Medical University，Urumqi 830000，China；3. Department of Pharmacology，School of Pharmacy，Shihezi University，Shihezi
832000，China）
Abstract Objective To investigate the effects of moldavica total flavone on matrix metalloproteinase-9 （MMP-9），tissue inhibitor of met－
alloproteinase-l （TIMP-1）and transforming growth factor beta-l （TGF-β1）expression in lung tissue of ovalbumin-induced asthmatic rats.
Methods Rat asthma model was established using ovalbumin challenge methods. After moldavica total flavone treatment，MMP-9，TIMP-1
and TGF-β1 in lung tissue were detected respectively by ELISA. Results The levels of MMP-9，TIMP-1，TGF-β1 and ratio of MMP-9/
TIMP-1 were markedly decreased（P < 0.05 or P < 0.01）after administration of 180 and 360 mg·kg-1 moldavica total flavone in ovalbumin-
induced asthmatic rats. Conclusion Moldavica total flavone is effective in relieving asthma airway remodeling by adjusting the imbalance of
MMP-9/TIMP-1 and reducing the TGF-β1 level.
Key words moldavica total flavone；matrix metalloproteinase-9；tissue inhibitor of metalloproteinase-l；transforming growth factor beta-l；
airway remodeling
气道重塑是支气管哮喘（简称哮喘）的重要特
征，是引起哮喘不可逆气流阻塞、难治性哮喘和激素
抵抗的重要原因之一。多种细胞因子参与了哮喘气
道重塑，基质金属蛋白酶 9（matrix metalloproteinase-
9，MMP-9）及基质金属蛋白酶抑制剂 1（tissue in－
hibitor of metalloproteinase-l，TIMP-1）和转化生长因
子 β1（transforming growth factor beta-l，TGF-β1）共同
调节细胞外基质的降解和沉积，与气道重塑的发生
密切相关［1，2］。据《维吾尔药志（上）》记载，唇形科植
物香青兰（Dracocephalum moldavica L.）具有镇咳、袪
痰、平喘的作用，在维吾尔医和民间用于治疗气管炎
已有几百年的历史［3］。本课题组从香青兰中提取了
其有效成分香青兰总黄酮，拟用于哮喘的治疗。本研
究观察了香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织 MMP-9、
TIMP-1和 TGF-β1表达的影响，以探讨香青兰总黄
酮防治哮喘的作用机制。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验动物：清洁级 SD 大鼠，雌雄各半，体质
量 180~220 g，平均（200.3±19.4）g，由新疆实验动物
研究中心提供，合格证号：SCXK（新）2003-0002。
1.1.2 试剂：卵白蛋白（ovalbumin，OVA）（美国 Sig－
基金项目：国家自然科学基金（81060358）
作者简介：何承辉（1974 -），女，助理研究员，硕士.
通信作者：康小龙，E-mail：kangxiaolong_163 @163.com
收稿日期：2013-03-25
网络出版时间：2013-07-26 18:40
中国医科大学学报 第42卷 第8期 2013年8月
JournalofChinaMedicalUniversity Vol.42 No.8 Aug.2013686· ·
ma公司，批号：1001115808）；氢氧化铝（西安化学试
剂厂，批号：080912）；大鼠 MMP-9、TIMP-1 ELISA试
剂盒（美国 R&D 公司，批号：295512，批号：
295589）；大鼠 TGF-β1 ELISA试剂盒（上海 ExCell
生物技术公司，批号：ZDAGBZAB02）；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）。
1.1.3 仪器：超声雾化器（江苏鱼跃医疗设备公司）；
酶标仪（美国 BIO-RAD公司）。
1.2 方法
1.2.1 动物分组及哮喘模型的复制：将 60只 SD大
鼠，随机分为空白对照组、哮喘模型组、地塞米松组、
香青兰总黄酮低、中、高剂量组，每组 10只。采用
OVA致敏法制备动物模型。除空白组外，其他 5组
动物第 1、2、3天用含 OVA 10 mg、Al（OH）3干粉 100
mg的生理盐水混悬液 1 mL腹腔注射致敏，第 8天
重复致敏 1次，第 15天开始除空白对照组外各组动
物超声雾化 1% OVA进行激发，约 30 min/次，于每
天早上 8：00~9：00 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、360mg·kg-1·d-1或地塞米松 1mg·kg-1·d-1，
空白对照组及哮喘模型组灌胃给予生理盐水，每日
1次，共 30 d。
1.2.2 大鼠肺组织 MMP-9、TIMP-1 和 TGF-β1含量
测定：末次给药后 1 h，用 2%戊巴比妥钠（40 mg·kg-1）
腹腔注射麻醉大鼠，处死后取右肺组织，制成 10%
组织匀浆，3 500 r·min-1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
MMP-9、TIMP-1和 TGF-β1含量，操作按试剂盒说明
书进行，测定结果以每 mL 匀浆液中蛋白含量
（pg/mg prot）进行校正。
2 结果
2.1 香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织 MMP-9 和
TIMP-1含量及其比值的影响
结果表明：与正常对照组比较，模型组肺组织中
MMP-9、TIMP-1 含量及 MMP-9/TIMP-1 比值均明显
升高（P < 0.01）；与模型组比较，中、高剂量香青兰总
黄酮及地塞米松可降低肺组织 MMP-9、TIMP-1含量
及 MMP-9/TIMP-1比值（P < 0.05或 P < 0.01）；香青
兰总黄酮高剂量组肺组织中 MMP-9、TIMP-1含量及
MMP-9/TIMP-1比值与地塞米松组比较，差异无统计
学意义（P > 0.05）。见表 1。
表1 香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织MMP-9和TIMP-1含量及其比值的影响
Tab.1 EffectsofmoldavicatotalflavoneonthelevelsofMMP-9，TIMP-1andratioofMMP-9/TIMP-1in ungtissueofasthmaticrats
Group n MMP-9（pg/mg prot） TIMP-1（pg/mg prot） MMP-9/TIMP-1
Control 10 34.06±6.34 32.06±6.87 1.10±0.28
Model 10 86.06±6.851） 61.57±8.721） 1.43±0.251）
Decaesadril 10 48.61±6.693） 45.72±4.983） 1.07±0.173）
Moldavica total flavone
Low dose 10 70.02±9.383） 57.90±6.23 1.22±0.22
Moderate dose 10 62.38±8.443） 54.25±7.01 1.18±0.272）
High dose 10 53.27±7.053） 49.43±4.693） 1.09±0.173）
1）P < 0.01 vs control group；2）P < 0.05，3）P < 0.01 vs model group.
2.2 香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织 TGF-β1含量
的影响。
结果表明：与正常对照组比较，模型组肺组织中
TGF-β1含量明显升高（P < 0.01）；与模型组比较，香
青兰总黄酮中、高剂量及地塞米松可降低肺组织中
TGF-β1含量（P < 0.05或 P < 0.01）；香青兰总黄酮
中、高剂量组 TGF-β1含量与地塞米松组比较，差异
无统计学意义（P > 0.05）。见表 2。
3 讨论
细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的降解
和沉积失衡是导致哮喘患者气道壁结构异常构建、
肺实质破坏及间质增生的重要原因，研究发现基质
金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是调
节 ECM代谢的主要限速酶，具有促进 ECM降解的
作用，而基质金属蛋白酶抑制物（tissue inhibitor of
metalloproteinases，TIMPs）是 MMPs 的特异性抑制
何承辉等.香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织基质金属蛋白酶及其抑制剂的影响第8期 687· ·
剂，可抑制 MMPs的活性，使 ECM降解减少，沉积增
多，导致结构重塑。MMPs和 TIMPs含量的高低和比
例的失调是调节 ECM更新和重塑的核心因素［4］。
MMP-9是气道组织重塑的重要介质，其活性增加在
哮喘急性发作期和慢性哮喘的病理生理过程中扮演
了重要的角色。MMP-9可分解Ⅳ型胶原、Ⅴ型胶原、
层黏连蛋白、纤维结合素、蛋白多糖以及弹性蛋白，
从而降解基底膜，促使嗜酸性粒细胞等炎性细胞气
道内浸润，使气道平滑肌和周围组织改变发生气道
重塑［2］。MMP-9参与引起气道炎症、气道高反应性，
又提示抑制 MMP-9的活性进而抑制气道炎症、气道
高反应可能成为治疗哮喘的一个新策略［5］。TIMP-1
是 MMP-9的特异性抑制剂，可通过抑制 MMP-9的
活性而保护气管基质蛋白不被降解，二者共同维持
着正常基质和机体内环境的稳定，而 MMP-9 及
TIMP-1水平的异常及比例失调在哮喘气道重塑中
发挥重要作用，并与气道重塑的严重程度密切相
关 ［6］。本研究结果发现：哮喘模型组大鼠肺组织
MMP-9、TIMP-1含量及 MMP-9/TIMP-1比值均升高，
中、高剂量香青兰总黄酮能降低哮喘大鼠肺组织
MMP-9、TIMP-1含量及 MMP-9/TIMP-1比值。本课题
组的前期研究结果表明：香青兰总黄酮可降低哮喘
大鼠肺组织Ⅲ型胶原水平（结果另文发表），提示香
青兰总黄酮可纠正 MMP-9/TIMP-1失衡，减少哮喘
ECM沉积，从而起到预防哮喘气道重塑的作用。
TGF-β1是调节多种细胞生长、分化和细胞周围
基质环境的多功能细胞因子，存在于气道上皮、黏膜
下层和平滑肌层，是哮喘气道重塑的重要始动和过
程因子［7］。哮喘患者的 TGF-β1主要由气道上皮细
胞、成纤维细胞及嗜酸性粒细胞产生，气道中 TGF-
β1表达增高可刺激气道平滑肌细胞分裂与增殖，刺
激气道平滑肌细胞产生白细胞介素 8 及前列腺素
E2以参与气道炎性反应。在气道重塑过程中，可诱
导成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，增加纤维黏蛋
白和胶原的合成及在 ECM的沉积，同时还抑制胶原
酶和蛋白酶的产生以减少胶原降解。TGF-β1的表达
与气道基底膜厚度、成纤维细胞数目及哮喘发作的
严重程度正相关［8］。本研究结果发现：中、高剂量香
青兰总黄酮能降低哮喘大鼠肺组织 TGF-β1含量，提
示香青兰总黄酮可能通过抑制 TGF-β1的表达而起
到防治哮喘气道重塑的作用。
综上所述，香青兰总黄酮可纠正哮喘大鼠
MMP-9/TIMP-1失衡，降低 TGF-β1水平，改善哮喘气
道重塑。但气道重塑是一个复杂的病理生理过程，
香青兰总黄酮对 MMPs及 TGF-β1通路其他环节的
影响还有待进一步深入研究。
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（编辑 王又冬）
表2 香青兰总黄酮对哮喘大鼠肺组织TGF-β1含量的影响
Tab.2 EffectsofmoldavicatotalflavoneonthelevelsofTGF-β1
inlungtissueofasthmaticrats
Group n TGF-β1（pg/mg prot）
Control 10 57.53±19.42
Model 10 97.22±15.661）
Decaesadril 10 69.25±24.953）
Moldavica total flavone
Low dose 10 86.24±14.56
Moderate dose 10 80.71±18.982）
High dose 10 72.09±17.173）
1）P < 0.01 vs control group；2）P < 0.05，3）P < 0.01 vs model group.
中国医科大学学报 第42卷688· ·