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Therapeutic effect of Atalantia buxifolia on chronic bronchitis and its mechanism

东风桔对大鼠慢性支气管炎的治疗作用及其机制研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 19 期 2014 年 10 月 ·2809·

东风桔对大鼠慢性支气管炎的治疗作用及其机制研究
尹永芹,黄 峰,黄永昌,陈艳芬,沈志滨*
广东药学院中药学院,广东 广州 510006
摘 要:目的 研究东风桔乙醇提取物及其萃取部位对慢性支气管炎大鼠的治疗作用,并初步探讨其作用机制。方法 以二
氧化硫熏制法制备大鼠慢性支气管炎模型,东风桔乙醇提取物及其氯仿、正丁醇萃取部位分别 ig 给药,分析大鼠支气管肺
组织病理变化,并用 ELISA 法测定肺组织匀浆中白细胞介素(IL)-10、IL-4、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平变化。结果 东
风桔乙醇提取物和正丁醇萃取部位可以改善慢性支气管炎大鼠的倦怠无力、进食减少和体质量不增等身体状况;使大鼠支气
管黏膜炎症细胞浸润程度、黏膜上皮细胞脱落减轻,支气管腔内分泌物减少,可抑制支气管黏膜上皮细胞增生,使支气管内
径增大,通气量增大,而且东风桔乙醇提取物低剂量组和正丁醇低剂量组可显著降低慢性支气管炎大鼠肺组织匀浆中升高的
TNF-α 水平,同时使下降的 IL-10、IL-4 水平升高,与模型组比较有统计学意义(P<0.05)。结论 东风桔乙醇提取物和正
丁醇萃取部位对慢性支气管炎的治疗效果较好,其对慢性支气管炎的治疗作用可能与其平衡细胞因子产生有关。
关键词:东风桔;慢性支气管炎;肿瘤坏死因子-α;白细胞介素;细胞因子
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)19 - 2809 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.19.015
Therapeutic effect of Atalantia buxifolia on chronic bronchitis and its mechanism
YIN Yong-qin, HUANG Feng, HUANG Yong-chang, CHEN Yan-fen, SHEN Zhi-bin
School of Chinese Materia Medica, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China
Abstract: Objective To evaluate the effect of the ethanol extract and active parts from the roots of Atalantia buxifolia on chronic
bronchitis (CB) and their mechanism. Methods The rat model of CB was established with smoking method of sulfur dioxide, ethanol
extract and active parts from the roots of A. buxifolia were ig administrated, the pathological changes of lung tissue in rats were analyzed,
and the level changes of interleukin-10 (IL-10), interleukin-4 (IL-4), and tumor necrosis factor -α (TNF-α) were determined by ELISA
method. Results The administration of ethanol extract and n-butanol extract could improve the tiredness and weakness of CB rats,
reduced food intake, and body weight without increasing status, decrease the degree of infiltration, epithelial cell shedding, bronchial
secretion, inhibit the proliferation of bronchial epithelial cells of the rat bronchial inflammatory cells, and make the bronchial diameter
increases and ventilation. The low dose of the ethanol extract and n-butanol extract could significantly inhibit the increase of TNF-α, IL-10,
and IL-4 in the lung tissue of rats with CB in the homogenate, compared with the model group with the statistical significance (P < 0.05), but
compared with the positive group without significant difference (P > 0.05). Conclusion The alcoholic extract and n-butanol extract in the
roots of A. buxifolia have the better treatment effect on CB, which may be related to the balance of cytokine production related.
Key words: Atalantia buxifolia (Poir) Oliv. ex Benth; chronic bronchitis; tumor necrosis factor-α; interleukin; cell factor

慢性支气管炎(chronic bronchitis, CB)是一种
常见的慢性非特异性呼吸系统疾病,主要临床特征
为反复发作的咳嗽、咳痰或伴喘息。其发病率高,
病情反复,可并发阻塞性肺气肿,甚至肺动脉高压、
肺原性心脏病等。临床上将伴有气道阻塞的慢性支
气管炎与肺气肿及小气道的其他阻塞性病变等合称
为慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pneumonia
disease,COPD)[1];危害严重,目前关于慢性支气
管炎防治研究已受到国内外学者的普遍重视。
东风桔 Atalantia buxifolia (Poir). Oliv. ex Benth,

收稿日期:2013-12-12
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81202885);科技部“十二五”“重大新药创制”项目(2011ZX09102-007-03);广东省科技厅科技计
划重点专项(2011A030100013);广州市科技计划项目(12A062131631);2010 年广东省教育厅高层次人才资助项目
作者简介:尹永芹(1977—),女,博士,副教授,研究方向为中药及天然药物活性成分和机制研究。
Tel: (020)39352177 Fax: (020)39352174 E-mail: yongqinyin@126.com
*通信作者 沈志滨 Tel: (020)39352173 E-mail: szb8113@yahoo.com.cn
·2810· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 19 期 2014 年 10 月

别名酒饼簕、狗骨簕、半天钓、假花椒,为芸香科
酒饼勒属植物,有祛风解表、化痰止咳、理气定痛
的功效,海南、广西、广东、福建等地历来沿用本
品作为治疗急慢性气管炎的中药[2],临床效果较好。
另外有研究表明其成分复杂[3],且具有较好的化痰、
止咳、平喘的功效[4]。东风桔临床中被广泛应用,
并且治疗慢性支气管炎时呈现高效、低毒的特点,
探讨其作用机制的研究已引起人们广泛的关注。
实验研究表明,东风桔具有良好的止咳、化痰
作用,并探索了其有效部位[5]。在此基础上,本研
究以东风桔乙醇提取物及有效部位给药,采用二氧
化硫致慢性支气管炎的方法构建大鼠慢性支气管
炎模型,通过对大鼠全身状态的观察,支气管、肺
组织病理组织观察,支气管炎症浸润程度,支气管
上皮细胞脱落程度,气管壁厚度和气管壁腺体层厚
度的检测和肺组织匀浆肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、
白细胞介素-4(IL-4)、IL-10 水平的检测,探讨东
风桔乙醇提取物及有效部位对慢性支气管炎的防
治作用,并探讨其部分作用机制,以期为东风桔的
进一步研究开发打下基础。
1 材料
1.1 实验动物
SD 大鼠,雌雄各半,体质量 180~200 g,广
东省医学实验动物中心提供,合格证号 SCXK(粤)
2008-0002。动物饲养于无毒塑料盒中,每盒 5 只,
早上分笼,每天更换垫料 1 次,自由摄食和饮水,
保持室内温度 18~22 ℃,相对湿度 40%~60%,
自然光照。
1.2 药品与试剂
东风桔采收于广东省电白县,经广东药学院中
药学院刘基柱副教授鉴定为芸香科植物东风桔
Atalantia buxifolia (Poir.) Oliv. ex Benth 的干燥根。
桂龙咳喘宁胶囊[桂龙药业(安徽)有限公司,批
号 Z20053135]。TNF-α、IL-4、IL-10 试剂盒(Cusabio
Biotech 公司)。
1.3 主要仪器
酶 标 仪 TECAN TYPE : Sunrise Remote/
TonchScreen(南京华东电子集团医疗装备有限责任
公司);TTL—10A 微量有机分析专用超纯水机(颐
洋企业发展有限公司);150C 型恒温生化培养箱(宁
波江南仪器厂);BP211D 电子天平(Sartarius,德
国);Metamorph 图像分析软件(Universal Imaging
Corporation,美国);OLYMPUS BX51 显微镜
(Olympus Corporation,日本)。
2 方法
2.1 东风桔提取物及萃取部位的制备
东风桔药材以 80%乙醇回流提取 3 次,每次 2
h,减压浓缩得乙醇提取物,乙醇提取物用水分散,
以石油醚、氯仿、醋酸乙酯和正丁醇萃取,得到各
有机溶剂萃取部位,其中氯仿部位主要成分为生物
碱和香豆素类成分,正丁醇部位主要成分为生物碱
和柠檬苦素类成分。东风桔乙醇提取物、氯仿萃取
部位及正丁醇萃取部位用蒸馏水分散,配制成供试
液(生药 1 g/mL)。
2.2 分组及给药方案
SD 大鼠,雌雄各半,随机分为对照组,模型组,
东风桔乙醇提取物低、中、高剂量(生药 2.5、5.0、
10.0 g/kg)组,氯仿萃取部位低、中、高剂量(生药
2.5、5.0、10.0 g/kg)组,正丁醇萃取部位低、中、
高剂量(生药 2.5、5.0、10.0 g/kg)组,桂龙咳喘宁
胶囊阳性药对照(750 mg/kg)组,共 12 组。模型组
和用药组按下述方案造模,对照组不予处理。所有
用药大鼠均于造模后 28 d 开始按上述剂量 ig 给药,
连续 10 d,对照组和模型组则 ig 给予等体积溶媒
(0.5%生理盐水)。
2.3 慢性支气管炎模型的建立
大鼠分组完成后,除对照组(正常生长,不做处
理)以外,其他各组大鼠分批置于 40 cm×35 cm×60
cm 的熏箱(熏箱上留有缝隙)内,利用 3 g 的亚硫
酸钠与过量的硫酸反应生成 SO2,每日 1 次,每次
30 min,熏 4 周,全程 28 d。造模 24 d 左右,随机
取对照组和模型组大鼠各 2 只,做肺组织切片,考
察模型成功与否。
2.4 一般状态观察及指标测定
2.4.1 大鼠全身状态观察[6] 实验过程中,记录各
组大鼠死亡数目、活动状态、毛发光泽度、进食饮
水及体质量变化,观察各组大鼠呼吸情况。
2.4.2 支气管、肺组织病理组织观察[7-8] 本实验成
模的主要表现为支气管周围炎症细胞浸润状况,管
腔内有无渗出物,肺泡壁间质炎及肺泡气肿改变,
支气管是否扩张等。本实验以慢性支气管炎的病变
指标为观察依据,进行观察分析。
(1)支气管炎症浸润程度:观察切片中所有支
气管炎症细胞浸润情况,计数炎细胞浸润支气管和
非浸润支气管数目,进行统计学比较。
(2)支气管上皮细胞脱落程度:采用以下标准观
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 19 期 2014 年 10 月 ·2811·

察支气管上皮细胞脱落程度,“−”为正常;“+”为支
气管黏膜上皮细胞脱落不到管腔的 1/3;“++”为支
气管黏膜上皮细胞脱落占管腔的 1/3~1/2;“+++”
为支气管黏膜上皮细胞脱落超过管腔的 1/2,计算
上皮细胞正常的支气管占切片中所有支气管的百
分数,并进行比较。
(3)气管壁厚度和气管壁腺体层厚度的检测:
在每张病理切片上随机选择气管横切直径在 200~
300 μm 的气管 6 支,测定其气管壁厚度和气管壁腺
体层厚度,分别取其平均值作为该只大鼠的气管壁
厚度和气管壁腺体层厚度值,进行统计学分析。
2.4.3 肺组织匀浆制备及 TNF-α、IL-4、IL-10 水平
的检测[9-11] 大鼠眼眶取血后,立即断颈处死,剖取
气管和肺脏,取左肺下叶组织 0.3 g 左右,在冰冷的
生理盐水中漂洗,除去血液,滤纸拭干,称质量,
置于小烧杯中。用移液管量取 0.86%的预冷生理盐水
2.7 mL(按照实际组织质量的 9倍计算),先将 1.8 mL
置于小烧杯中,用眼科剪尽快剪碎组织块。将剪碎
的组织倒入玻璃匀浆管中,用剩余的冷生理盐水冲
洗小烧杯,一起倒入匀浆管中。将匀浆器下端插入
盛有冰水混合物的器皿中,充分研磨使组织匀浆化。
将制备好的匀浆以 4 000 r/min 离心 10 min,移取上
清液,在−20 ℃下冻存待测。取上清液按试剂盒要
求,用 ELISA 法测定 TNF-α、IL-4、IL-10 水平。
2.5 统计学处理
采用 SPSS 15.0 软件进行统计学处理,计量资
料以 ±x s 表示,组间比较采用单因素方差分析。
3 结果
3.1 对慢性支气管炎大鼠全身状态和气道炎症的
影响
造模 1 周后,受 SO2 刺激影响,模型大鼠与
对照组大鼠相比,出现了倦怠、活动减少、食欲减
少等状况,10 d 之后,模型大鼠体质量开始出现缓
慢增长的现象,实验结束时模型组大鼠体质量增加
量较对照组大鼠明显减少,而且模型大鼠体质量普
遍偏轻,部分用药组大鼠体质量增长相对正常,见
表 1。
造模 20 d 后,模型大鼠皮毛枯槁,可以听到模
型大鼠气道痰鸣音,并且出现咳嗽、哮鸣、呼吸困
难等现象。而经过给药治疗的部分用药组大鼠气道
痰鸣音减轻,咳嗽等现象得到缓解,模型组大鼠改
善不明显。
表 1 东风桔对慢性支气管炎大鼠体质量的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 1 Effect of A. buxifolia roots on weight of CB rats ( ± = 10x s , n )
体质量 / g 组别 剂量 /
(g·kg−1) 给药前 给药后 增加量
对照 — 182.5± 7.9 241.9± 7.4 59.4± 8.9
模型 — 188.4± 8.4 224.7±10.7△△ 36.3± 8.7△
桂龙咳喘宁 0.75 184.6± 8.3 241.4±11.8** 56.8± 8.4**
东风桔乙醇提取物 2.5 181.2± 8.4 239.6± 9.7** 58.4± 9.7**
5.0 179.2± 8.8 231.6± 8.9* 52.5± 6.8**
10.0 181.2± 9.7 223.2± 7.5 42.0±15.7
东风桔氯仿萃取部位 2.5 185.8± 4.7 230.8± 6.8* 45.0± 7.5*
5.0 181.1±10.3 211.2±11.7 30.1± 8.8
10.0 182.4±11.6 212.1± 8.7 29.7±10.4
东风桔正丁醇萃取部位 2.5 184.6± 7.7 240.0±10.7** 55.4± 8.4**
5.0 187.6± 8.6 238.9±12.3** 51.3± 9.7**
10.0 183.5± 5.9 231.6±11.7* 47.9±11.7*
与对照组比较:△P<0.05 △△P<0.01;与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01,下同
△P < 0.05 △△P < 0.01 vs control group; *P < 0.05 **P < 0.01 vs model group, same as below
3.2 对慢性支气管炎大鼠肺组织病理的影响
对照组大鼠为基本正常肺组织结构,细胞排列
整齐,支气管黏膜上皮完整,管腔内未见渗出物,
管壁无炎细胞浸润;肺泡无气肿、无萎缩、无渗出
物,肺泡壁无充血(图 1)。慢性支气管炎模型组大
鼠镜下可见支气管周围大量的炎细胞浸润,支气管
黏膜上皮脱落,管腔内有中性粒细胞渗出;肺泡壁
有广泛的间质炎,肺泡腔有气肿改变(图 2)。在各
给药组中,乙醇提取物低剂量组、正丁醇萃取部位
低剂量组治疗效果较好,基本不见支气管周围炎症,
·2812· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 19 期 2014 年 10 月



对照 桂龙咳喘宁(极轻间质炎)
图 1 对照组及阳性对照组大鼠肺组织切片
Fig. 1 Lung tissue sections of rats in control and positive groups

大量炎症细胞浸润 支气管黏膜上皮脱落 肺泡气肿状态
图 2 慢性支气管炎模型组大鼠的肺组织切片
Fig. 2 Lung tissue sections of rats with CB in model group
间质炎及气肿改变也较轻,其治疗效果优于桂龙咳喘
宁组;其次为乙醇提取物中剂量组和正丁醇萃取部位
中剂量组,治疗效果与桂龙咳喘宁组相似(图 3~5)。
如表 2 所示,显微镜下观察到,模型组大鼠支
气管黏膜浸润程度明显重于对照组,乙醇提取物
中、低剂量组及正丁醇萃取部位中、低剂量组治疗
效果较好,基本不见支气管周围炎症。
如表 3 所示,模型组大鼠支气管上皮细胞脱落
程度明显重于对照组。与模型组比较,乙醇提取物
组、正丁醇萃取部位低剂量组大鼠支气管上皮细胞
脱落明显减轻。
表 4 显示,大鼠造模 30 d 后,模型大鼠气管壁
厚度、腺体层厚度均明显高于对照组;乙醇提取物
低剂量组和正丁醇萃取部位低剂量组大鼠气管壁
厚度较模型组明显变薄(P<0.01),腺体层厚度有
变薄的趋势。

支气管腔内中性粒细胞渗出, 肺泡气肿伴间质炎 支气管壁少量炎细胞, 基本正常结构,支气管壁少
周围大量炎细胞浸润 肺泡气肿轻 量炎细胞,肺泡气肿轻
图 3 东风桔乙醇提取物(低剂量)组大鼠肺组织切片
Fig. 3 Lung tissue sections of rats in A. buxifolia roots alcohol extract groups

支气管腔扩张,腔内 间质炎重,肺泡气肿轻, 支气管腔内炎细胞渗出,周围 支气管腔内中性粒细胞渗出,
炎细胞渗出 周围大量炎细胞浸润 大量炎细胞浸润,伴气肿 周围大量炎细胞浸润
图 4 东风桔氯仿萃取部位(高剂量)组大鼠肺组织切片
Fig. 4 Lung tissue sections of rats in A. buxifolia roots CHCl3 extract group

支气管壁及黏膜大量炎细 间质炎中度,肺泡气肿中度 轻度间质炎及肺泡气肿 正常支气管及肺泡 基本正常 轻度间质炎及肺泡气肿
胞浸润,肺泡气肿轻度
图 5 东风桔正丁醇萃取部位(低剂量)组大鼠肺组织切片
Fig. 5 Lung tissue sections of rats in A. buxifolia roots n-BuOH extract group
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 19 期 2014 年 10 月 ·2813·

表 2 东风桔对慢性支气管炎大鼠支气管炎症细胞浸润的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 2 Effect of A. buxifolia roots on bronchial inflammation cell infiltration in CB rats ( ± = 10x s , n )
组别 剂量 / (g·kg−1) 非浸润的支气管数 浸润的支气管数 非浸润支气管/总支气管
对照 — 86 68 0.56±0.05
模型 — 45 113 0.29±0.01△△
桂龙咳喘宁 0.75 81 69 0.54±0.03**
东风桔乙醇提取物 2.5 67 65 0.51±0.05*
5.0 78 77 0.50±0.05*
10.0 48 80 0.37±0.01
东风桔氯仿萃取部位 2.5 90 108 0.45±0.01
5.0 80 100 0.44±0.02
10.0 68 67 0.50±0.01*
东风桔正丁醇萃取部位 2.5 71 57 0.55±0.02**
5.0 78 67 0.54±0.03**
10.0 50 105 0.41±0.05

表 3 东风桔对慢性支气管炎大鼠支气管上皮细胞脱落的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 3 Effect of A. buxifolia roots on exfoliation of bronchial epithelium in CB rats ( ± = 10x s , n )
支气管黏膜上皮细胞脱落情况 组别 剂量 / (g·kg−1)
− + ++ +++
正常支气管/总支气管
对照 — 110 36 15 0 0.68±0.05
模型 — 55 49 14 8 0.44±0.01△△
桂龙咳喘宁 0.75 59 37 20 5 0.58±0.02*
东风桔乙醇提取物 2.5 87 25 15 6 0.65±0.04**
5.0 77 20 20 2 0.65±0.05**
10.0 70 30 19 8 0.55±0.01*
东风桔氯仿萃取部位 2.5 60 30 20 7 0.51±0.05
5.0 58 49 24 5 0.43±0.01
10.0 55 54 24 1 0.41±0.02
东风桔正丁醇萃取部位 2.5 68 39 24 5 0.63±0.05**
5.0 88 47 30 7 0.51±0.04
10.0 79 36 22 9 0.54±0.01*

表 4 东风桔对慢性支气管炎大鼠气管壁及腺体层
厚度的影响 ( ± = 6x s , n )
Table 4 Effect of A. buxifolia roots on tracheal wall and
glandular layer thickness in CB rats ( ± = 6x s , n )
组别 剂量 / (g·kg−1)
气管壁厚
度 / μm
腺体层厚
度 / μm
对照 — 35.35±3.25 12.3±0.88
模型 — 73.47±6.25△△ 46.46±0.92△△
桂龙咳喘宁 0.75 60.27±5.25* 36.24±1.34*
东风桔乙醇 2.5 58.36±7.15** 32.58±0.78**
提取物 5.0 60.87±6.25* 37.36±1.04*
10.0 68.39±5.25 38.39±1.25*
东风桔氯仿 2.5 68.14±7.15 40.39±1.05
萃取部位 5.0 69.48±6.28 41.39±0.75
10.0 70.39±4.55 41.29±1.15
东风桔正丁醇 2.5 57.36±7.01** 30.58±0.98**
萃取部位 5.0 62.87±6.32 36.36±1.04*
10.0 69.39±8.27 37.39±0.65*
3.3 对慢性支气管炎大鼠肺组织匀浆中 TNF-a、
IL-4、IL-10 水平的影响
如表 5 所示,与对照组相比,模型组大鼠肺组
织匀浆中 TNF-α 水平明显升高,而 IL-10、IL-4 水
平则明显降低(P<0.01)。乙醇提取物低剂量组和
正丁醇萃取部位低剂量组可显著降低慢性支气管
炎大鼠肺组织匀浆中升高的 TNF-α,同时使下降的
IL-10、IL-4 水平升高,与模型组比较,差异显著
(P<0.05、0.01),且与桂龙咳喘宁组相比,差异不
显著(P>0.05)。
4 讨论
研究结果显示,东风桔可以改善慢性支气管炎
大鼠的倦怠无力、进食减少和体质量不增等身体状
况;使大鼠支气管黏膜炎症细胞浸润程度减轻、支
气管腔内分泌物减少、支气管黏膜上皮细胞脱落明
显减轻、可抑制支气管黏膜上皮细胞增生,使支气
·2814· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 19 期 2014 年 10 月

表 5 东风桔对慢性支气管炎大鼠肺组织匀浆中 TNF-α、IL-10、IL-4 水平的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 5 Effeet of A. buxifolia roots on TNF-α, IL-10, and IL-4 concentration of lung tissue homogenate in CB rats ( ± = 10x s , n )
组别 剂量 / (g·kg−1) IL-10 / (pg·mL−1) IL-4 / (pg·mL−1) TNF-α / (pg·mL−1)
对照 — 265.40±6.81 236.07±2.31 1 139.12±2.52
模型 — 181.12±6.52△△ 177.35±2.13△△ 1 454.02±2.82△△
桂龙咳喘宁 0.75 240.71±4.83* 210.39±2.52* 1 272.12±3.52*
东风桔乙醇提取物 2.5 216.65±3.84* 229.12±4.65** 1 162.43±3.92*
5.0 191.43±4.84 202.70±3.62 1 183.85±3.42*
10.0 183.49±2.65 192.05±2.24 1 492.68±5.62
东风桔氯仿萃取部位 2.5 197.93±2.17 205.14±2.11 1 242.68±6.32
5.0 185.30±2.51 190.05±4.63 1 393.41±4.63
10.0 185.50±2.22 184.90±4.83 1 304.34±2.61
东风桔正丁醇萃取部位 2.5 218.63±3.61* 220.31±2.62** 1 165.56±7.24*
5.0 203.94±4.62 195.02±4.63 1 171.79±5.24
10.0 190.44±2.61 196.65±2.62 1 476.72±4.83

管内径增大,通气量增大。其中,东风桔乙醇提取
物和正丁醇萃取部位可显著降低慢性支气管炎大
鼠肺组织匀浆中升高的 TNF-α 水平,并且可使慢性
支气管炎大鼠肺组织匀浆中降低的 IL-10、IL-4 回
升至接近正常水平。东风桔对慢性支气管炎的治疗
作用可能与其平衡细胞因子产生有关。
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