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青藤碱对变应性鼻炎小鼠的治疗作用及机制研究



全 文 :2013年 临床耳鼻咽喉头颈外科杂志
27卷2期 J Clin Otorhinolaryngol Head Neck Surg(China)
·实验研究·
青藤碱对变应性鼻炎小鼠的治疗作用及机制研究*
陈哲1 陶泽璋1 章哪哪1 任杰1 邓玉琴1 肖伯奎1
  [摘要] 目的:研究青藤碱对变应性鼻炎的治疗作用并初步探究其相关机制。方法:用卵清蛋白(OVA)致
敏BALB/c小鼠制作变应性鼻炎小鼠模型,对照组用生理盐水替代,青藤碱治疗组于鼻部激发时开始换用含青藤
碱的饲料喂养。末次激发24h后,各组小鼠取鼻部组织固定,苏木精-伊红染色;ELISA检测血清中特异性抗
OVA-IgE、IL-4和IFN-γ浓度;Western Blot检测转录因子T-bet和GATA3表达水平。结果:青藤碱治疗组的小
鼠鼻黏膜无明显腺体增生及嗜酸粒细胞浸润。血清中特异性抗OVA-IgE、IL-4和IFN-γ浓度,T-bet和GATA3
表达水平均较变应性鼻炎组降低。结论:青藤碱对变应性鼻炎小鼠模型具有一定的治疗作用,其机制可能是通过
改善Th1/Th2细胞失衡发挥作用。
[关键词] 鼻炎,变应性;BALB/c小鼠;青藤碱;Th1/Th2细胞
  [中图分类号] R765.21  [文献标志码] A  [文章编号] 1001-1781(2013)02-0081-04
The role of sinomenine in treatment of alergic rhinitis mice
model and its mechanism
CHEN Zhe TAO Zezhang ZHANG Nana REN Jie DENG Yuqin XIAO Bokui
(Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery,People's Hospital of Wuhan Universi-
ty,Wuhan,430060,China)
Corresponding author:TAO Zezhang,E-mail:taozezhang@hotmail.com
  Abstract Objective:To explore the role of sinomenine in treatment of alergic rhinitis mice model and its pos-
sible mechanism.Method:We used ovalbumin(OVA)to make alergic rhinitis model of BALB/c mice.Saline was
used in the control group.When we chalenged the mice with OVA intranasly,the mice in sinomenine treatment
group were feed by the food containing sinomenine.Mice were then kiled 24hafter the last OVA chalenge.The
noses of mice from each group were removed en bloc and fixed,then each section was stained with hematoxylin and
eosin.ELISA assay was used to measure the concentration of anti-OVA IgE,IL-4and IFN-γ.The proteins expres-
sive level of T-bet and GATA3were examined.Result:Nasal mucosa of the mice in sinomenine treatment group
were not hyperplasia and without obvious infiltration of eosinophils.The concentration of anti-OVA IgE,IL-4and
IFN-γin the serum and T-bet and GATA3expression levels of sinomenine treatment group were lower than those
of alergic rhinitis group.Conclusion:The sinomenine can be used to treat alergic rhinitis mice,and the mechanism
may rely on the improvements of the Th1/Th2imbalance.
Key words rhinitis,alergic;BALB/c mice;sinomenine;Th1/Th2cels.
*基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助(No:
201130202020009)
1武汉大学人民医院耳鼻咽喉头颈外科(武汉,430060)
通信作者:陶泽璋,E-mail:taozezhang@hotmail.com
  变应性鼻炎是影响全球健康的一种慢性疾病,
它影响人们的社会生活、学业、工作及休息等。一
些国家有超过50%的未成年人有变应性鼻炎的症
状〔1〕。据我国11个城市变应性鼻炎发病率的电话
调查〔2〕显示其发病率为8.5%~21.3%。随着变
应性鼻炎的流行呈现显著的增长趋势,其治疗显得
尤为重要。参与变应性鼻炎的免疫反应分子机制
具有多环节、复杂的“瀑布效应”〔3〕。辅助性 T淋
巴细胞(Th细胞)细胞分化异常及相关的细胞因子
产物被认为是变应性鼻炎的发生、发展的免疫学基
础。根据Th细胞激活后分泌的细胞因子可分为
Th1和 Th2两个功能亚群。正常人 Th1/Th2细
胞保持动态平衡,在变应性鼻炎发作时,Th2细胞
应答亢进,Th1细胞应答抑制。青藤碱(Sinomen-
ine)是从中药防己科植物青风藤根茎中分离提取
的一种单体生物碱,其分子式为C19H23NO4,分子
量为329.38。在我国,青风藤用于治疗风湿性关
节炎已有千年的历史。近年来研究发现其还具有
抑制细胞免疫及体液免疫及抗炎,改善 Th1/Th2
细胞失衡等作用〔4〕。本文主要探讨青藤碱对变应
性鼻炎小鼠的治疗作用及初步的机制研究。
1 材料与方法
1.1 实验动物
BALB/c雄性小鼠30只,5周龄,体重20~
25g,SPF级,购自湖北省疾病控制中心。将30
·18·
DOI:10.13201/j.issn.1001-1781.2013.02.013
临床耳鼻咽喉头颈外科杂志 第27卷
只小鼠随机分为3组:正常对照组(AR-)、变应性
鼻炎组(AR+)和青藤碱治疗组(SN),每组10只。
1.2 主要实验试剂
OVA(SigmaCo,USA),氢氧化铝 (Pierce
Chemical Co,USA);抗 OVA-IgE、IL-4、IFN-
γELISA试剂盒(R&D);含1%青藤碱小鼠饲料
(北京华阜康生物科技有限公司,中国),GAPDH
抗体(cel signaling technology,USA),GATA3、
T-bet抗 体 (ebioscience,USA),BCA 试 剂 盒
(Thermo,USA),ECL试剂盒及蛋白裂解液(碧云
天生物科技研究所,中国)。
1.3 实验方法
1.3.1 造模 变应性鼻炎组(AR+)和青藤碱治
疗组(SN)于第1、8、15天每只小鼠腹腔注射含
25μg卵清蛋白 OVA(Sigma公司,Grade V)加
1mg氢氧化铝的生理盐水混悬液1ml进行基础致
敏,从第22天开始经鼻给予每只小鼠10%OVA
生理盐水溶液20μl局部激发,连续7d,1次/d,造
成AR模型〔5〕。正常对照组(AR-)给予同等剂量
的生理盐水腹腔注射和滴鼻。青藤碱治疗组小鼠
于滴鼻当天换用含1%青藤碱的饲料喂养至造模
结束。末次鼻腔激发24h后,取材进行相关实验。
1.3.2 生物学行为 计数在末次激发30min内,
各组小鼠喷嚏及搔鼻次数。
1.3.3 组织学改变 在末次激发后24h,颈椎脱
臼取头部,剪去附着的皮肤、肌肉及下颌骨,每组
取3只进行4%多聚甲醛固定24h,10%EDTA脱
钙,石蜡包埋,切片,苏木精-伊红染色,镜下观察。
心脏、肝脏及肾脏苏木精-伊红染色,了解青藤碱的
毒副作用。
1.3.4 ELISA检测 小鼠末次激发24h后,内眦
静脉采血,静置60min后4℃离心,留存血清,
-80℃冰箱保存。按试剂盒操作步骤检测所有小
鼠血清中特异性抗OVA-IgE、IL-4、IFN-γ的含量。
1.3.5 Western Blot检测 每组剩余的7只小鼠
取头部后,在显微镜下进行鼻腔黏膜取材,取材完
毕立即放入液氮中保存。提取蛋白时,在经过高温
消毒的组织匀浆器中按100mg组织加入1ml蛋
白裂解液的比例进行组织匀浆(冰上操作),冰上放
置15min,4℃离心(12 000r/min)后收集上清。蛋
白浓度按BCA试剂盒步骤进行测定后,将蛋白溶
液与上样缓冲液混合,72℃煮沸10min蛋白变性,
-80℃保存。
蛋白上样量为50μg,经12%SDS-PAGE胶分
离后,湿转法转印至PVDF膜上。室温下用5%的
脱脂牛奶封闭2h后,与兔抗鼠 GAPDH 抗体
(1∶1 000稀释)、鼠抗鼠 T-bet抗体及 GATA3抗
体(1∶500稀释)4℃过夜。用含1g/L Tween20
的TBS溶液洗膜,10min,洗3次。与辣根过氧化
物酶标记的羊抗兔或兔抗鼠IgG抗体(1∶5 000)
室温孵育1h,后用TBST溶液洗膜,10min,洗3
次,ECL化学发光检测。
1.4 统计学分析
采用SPSS 17.0软件进行统计分析,所有数据
珚x±s表示,分析均采用单因素方差分析,以P<
0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 生物学行为
计数各组小鼠末次激发30min内的挠鼻及喷
嚏次数,结果见表1。变应性鼻炎小鼠经青藤碱治
疗后,挠鼻及喷嚏次数较未治疗组明显减少,且均
差异有统计学意义(P<0.05)。
表1 不同组小鼠挠鼻及喷嚏次数 珚x±s
组别 挠鼻次数 喷嚏次数
变应性鼻炎组(AR+) 5.6±1.838  3.2±1.229
正常对照组(AR-) 2.6±0.9661) 0.8±0.7891)
青藤碱治疗组(SN) 3.2±1.7511) 2.0±1.3331)
  与变应性鼻炎组比较,1)P<0.05。
2.2 组织学检查
苏木精-伊红染色观察鼻黏膜形态学和组织学
改变。镜下见与正常小鼠鼻黏膜相比,变应性鼻
炎组小鼠鼻黏膜上皮增生明显,大量嗜酸粒细胞
浸润,固有层腺体增生;而青藤碱治疗组小鼠鼻黏
膜无明显腺体增生及嗜酸粒细胞浸润(图1)。心
脏、肝脏及肾脏苏木精-伊红染色未见异常。
2.3 ELISA
依照ELISA试剂盒步骤检测血清中特异性抗
OVA-IgE,细胞因子IL-4和IFN-γ的水平(图2)。
与正常对照组比较,变应性鼻炎组特异性抗OVA-
IgE和IL-4表达水平增高,IFN-γ表达水平降低,
且所有的指标在变应性鼻炎组和正常对照组间均
差异有统计学意义(P<0.05)。青藤碱治疗组的
小鼠特异性抗 OVA-IgE,细胞因子IL-4和IFN-γ
的表达水平与变应性鼻炎组比较均降低,且均差异
有统计学意义(P<0.05)。
2.4 Western Blot
提取小鼠鼻黏膜蛋白进行 Western Blot检测
Th1细胞的转录因子T-bet、Th2细胞的转录因子
GATA3及GAPDH的表达情况(图3,4)。由图3
可见,与正常对照组比较,变应性鼻炎组 T-bet表
达降低,GATA3表达增加;青藤碱治疗组 T-bet
表达降低,GATA3表达稍增加。与变应性鼻炎组
比较,青藤碱治疗组 T-bet表达稍强,GATA3表
达减弱。计算各组小鼠 T-bet和 GATA3相对表
达量的比值,青藤碱治疗组在正常对照组和变应性
鼻炎组之间(图4)。
·28·
第2期 陈哲,等.青藤碱对变应性鼻炎小鼠的治疗作用及机制研究
图1 各组小鼠鼻黏膜苏木精-伊红染色(×400)
图2 血清中特异性抗OVA-IgE、IL-4和IFN-γ浓度
  图3 各组小鼠鼻黏膜T-bet、GATA3及GAPDH蛋白
表达情况
图4 各组小鼠鼻黏膜相关蛋白表达的灰度值
3 讨论
目前针对变应性鼻炎的治疗主要有避免接触
变应原,药物治疗及脱敏治疗〔6〕等,其中药物治疗
是目前国人最常用的治疗方式。临床上常用的治
疗变应性鼻炎的药物主要有抗组胺药、鼻用激素、
抗白三烯药,抗乙酰胆碱药、减充血剂〔6〕及中药等。
但迄今为止,没有成分明确的中药提纯物用于临床
一线治疗变应性鼻炎。
本实验结果表明,经青藤碱治疗后的变应性鼻
炎小鼠,其挠鼻及喷嚏症状明显少于变应性鼻炎
组,且两者差异有统计学意义。同时,其鼻黏膜苏
木精-伊红染色后镜下观察可见,青藤碱治疗组的
小鼠鼻黏膜腺体未见明显增生,纤毛排列整齐,无
明显的嗜酸粒细胞增加,鼻黏膜表现更接近正常小
鼠。另外,青藤碱治疗组小鼠心脏、肝脏及肾脏的
苏木精-伊红染色后镜下未见异常。由此可知,青
藤碱能安全有效的治疗变应性鼻炎。
研究认为变应性鼻炎的发病机制主要是由于
特异性个体再次接触变应原后,经过多种细胞、细
胞因子等相关因素的作用,引发患者出现鼻塞、鼻
痒、流涕及喷嚏等症状。同时可伴随患者体内
Th1/Th2 细 胞 失 衡。近 年 来 发 现 转 录 因 子
T-bet〔7〕,一种属于转录因子T-box超家族的成员,
可诱导原代T细胞表达T-bet,促使Th1分化。与
T-bet调控 Th1细胞分化作用相反的 GATA-3〔8〕
可调节Th2细胞分化和分泌 Th2型细胞因子,从
而抑制Th1细胞分化。GATA-3是目前确定的唯
一能调控包括IL-5、IL-4、IL-13在内的所有关键性
Th2型细胞因子合成的 Th2特异性转录因子〔9〕。
转录因子T-bet和GATA-3分别特异性地表达于
Th1细胞和 Th2细胞,并最终决定 Th0向 Th1/
Th2的分化〔10-11〕。T-bet/GATA-3的平衡决定了
T细胞的命运,可作为评价变应性鼻炎 Th1/Th2
失衡的一项重要指标〔12〕。
·38·
临床耳鼻咽喉头颈外科杂志 第27卷
迄今为止尚无关于青藤碱治疗变应性鼻炎治
疗的相关文献。Cheng等〔13〕的研究表明青藤碱能
调节 Th1细胞转录因子 T-bet及 Th2转录因子
GATA3的比例,从而达到改善Th1/Th2细胞比例
失衡的效果。Feng等〔14〕则发现,青藤碱可同时抑
制Th1和Th2细胞因子及特异性免疫球蛋白的表
达水平。
探究青藤碱对变应性鼻炎治疗的作用机制,我
们通过ELISA试剂盒检测各组小鼠血清中特异性
抗OVA-IgE、Th2细胞因子IL-4及Th1细胞因子
IFN-γ水平,青藤碱治疗的变应性鼻炎的小鼠血清
中抗OVA-IgE及IL-4较变应性鼻炎组明显下降,
IFN-γ也出现一定程度的降低。这一现象说明,青
藤碱能同时抑制Th1及Th2细胞分泌细胞相关细
胞因子的能力。Western Blot进一步检测 Th1及
Th2细胞转录因子T-bet及GATA3的表达水平,
与变应性鼻炎组相比,青藤碱治疗组T-bet表达稍
强,GATA3表达减弱。经相关软件分析,经青藤碱
治疗后的小鼠其 T-bet/GATA3比例较变应性鼻
炎组小鼠升高,逐渐接近正常组小鼠水平。本实验
结果初步说明青藤碱可能通过调节变应性鼻炎小
鼠T-bet、GATA3的表达,改变体内 Th1和 Th2
细胞的比例,从而调节Th1/Th2的平衡,达到治疗
小鼠变应性鼻炎的效果。
中药是祖国医学中十分重要的部分,青藤碱作
为一种中药提纯物,化学成分明确,在我们的实验
中证实其可有效治疗小鼠变应性鼻炎。它主要可
能通过改善变应性鼻炎小鼠Th1/Th2失衡发挥作
用,且对重要脏器无损害。因本实验主要通过小鼠
变应性鼻炎模型探索青藤碱对变应性鼻炎的治疗
作用,尚未涉及到人类实验。将中药提纯物应用于
临床治疗变应性鼻炎患者可更好的促进中草药治
疗变应性鼻炎的发展。
参考文献
[1] SEARS M R,BURROWS B,HERBISON G P,et al.
Atopy in childhood:Ⅱ.Relationship to airway re-
sponsiveness,hay fever and asthma[J].Clin Exp Al-
lergy,1993,23:949-956.
[2] 韩德民,张罗,黄丹,等.我国11个城市变应性鼻炎自
报患病率调查[J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,
2007,42(6):452-457.
[3] DEMOLY P,MICHEL F B.Alergen-specific immu-
notherapy or desensitization[J].Bul Acad Natl Med,
2009,193:1127-1144.
[4] HANSEN G,MCINTIRE J,YEUNG V,et al.CD4
(+)T helper cels engineered to produce latent TGF-
beta1reverse alergen-induced airway hyperreactivity
and inflammation[J].J Clin Invest,2000,105:61-
70.
[5] MO J H,KANG E K,QUAN S H,et al.Anti-
tumor necrosis factor-alpha treatment reduces alergic
responses in an alergic rhinitis mouse model[J].Al-
lergy.2011,279-286.
[6] BOUSQUET J,KHALTAEV N,CRUZ A,et al.
Alergic rhinitis and its impact on asthma[J].Aler-
gy,2008:63:8-160.
[7] SZABO S J,KIM S T,COSTA G L,et al.A novel
transcription factor,T-bet,directs Th1lineage com-
mitment[J].Cel,2000,100:655-669.
[8] TING C N,OLSON M C,BARTON K P,et al.
Transcription factor GATA-3is required for develop-
ment of the T-cel lineage[J].Nature,1996,384:
474-478.
[9] BARNES P J.Role of GATA-3in alergic diseases
[J].Curr Mol Med,2008,8:330-834.
[10]JUNGRAITHMAYR W,JI L,YANG L,et al.In-
creased T-bet to GATA-3ratio during acute alograft
rejection in the rat lung[J].Transplant Proc,2009,
41:4316-4320.
[11]CHAKIR H,WANG H,LEFEBVRE D E,et al.T-
bet/GATA-3ratio as a measure of the Th1/Th2cyto-
kine profile in mixed cel populations:predominant
role of GATA-3[J].J Immunol Methods,2003,278:
157-169.
[12]杨春平,李春林,罗王贵,等.变应性鼻炎大鼠中转录因
子T-bet/GATA-3的表达与嗜酸粒细胞计数的关系
[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2011,21(23):
1090-1093.
[13]CHENG Y,ZHANG J,HOU W,et al.Immunoregula-
tory effects of sinomenine on the T-bet/GATA-3ratio
and Th1/Th2cytokine balance in the treatment of me-
sangial proliferative nephritis[J].Int Immμnopharmacol,
2009,9:894-849.
[14]FENG H,YAMAKI K,TAKANO H,et al.Sup-
pression of Th1and Th2immune responses in mice by
Sinomenine,an alkaloid extracted from the Chinese
medicinal plant Sinomenium acutum[J].Planta Med,
2006,72:1383-1388.
(收稿日期:2012-06-11)
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