酪酸梭菌對哮喘小鼠氣道炎癥及氣道重塑防治作用的研究.pdf

1、背景：
　　支氣管哮喘是世界范圍內(nèi)嚴重威脅公眾健康的慢性疾病之一，全球哮喘防治創(chuàng)議（GINA）委員會于2014年對哮喘的定義進行了重要更新，將其定義為“一種以慢性氣道炎癥為特征的異質(zhì)性疾病，具有喘息、氣促、胸悶和咳嗽的呼吸道癥狀病史，伴有可變的呼氣氣流受限，呼吸道癥狀和強度可隨時間而變化”[1]。目前哮喘的發(fā)病率和死亡率正在逐年增長，但尚無有效的根治方法，嚴重困擾著人類健康。因此，尋求一種安全有效的哮喘防治藥物仍迫切需要。

2、　　腸道微生物的改變會導致過敏性疾病和哮喘的發(fā)病[2,3]。因此，近年來許多動物實驗企圖通過建立哮喘模型并給予哮喘小鼠口服益生菌來降低哮喘的發(fā)病率。益生菌（Probiotics）被定義為：“當足量補充時，對宿主健康有益的活的微生物”[4]。益生菌可以通過改變宿主的免疫功能對過敏性疾病產(chǎn)生保護作用[5]。一些益生菌，例如乳酸桿菌和雙歧桿菌已經(jīng)被作為過敏性疾病防治的新藥廣泛研究[5,6]，但是關(guān)于酪酸梭菌對過敏性疾病保護作用的研究卻未見報道

3、。
　　目的：
　　我們的實驗建立了穩(wěn)定的小鼠哮喘模型并給予哮喘小鼠口服酪酸梭菌，利用FlexiVent系統(tǒng)測定實驗動物肺功能，光學顯微鏡計數(shù)肺泡灌洗液中白細胞及其分類，酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)測定小鼠肥大細胞蛋白酶1（mMCP-1）、細胞因子、OVA特異性免疫球蛋白及基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）水平，組織學觀察肺組織病理變化。本研究的目的就是探討酪酸梭菌對哮喘小鼠氣道炎癥及氣道重塑的預(yù)防和治療作用，為哮喘的防治奠定

4、理論基礎(chǔ)。
　　方法：
　?。?）建立小鼠哮喘模型：本實驗分為4組，分別為對照組、哮喘組、酪酸梭菌預(yù)防組及治療組。除對照組外其余三組小鼠于實驗的第7d和第14d天腹腔注射含有OVA及AL(OH)3的生理鹽水溶液進行致敏，于實驗的第21~28天分別放在5L的密閉容器中，以1％OVA溶液連續(xù)霧化8天，每天1次，每次30min。在相同條件下，空白對照組小鼠僅注射含有AL(OH)3的生理鹽水溶液，注射方法、劑量及部位與實驗組相同，采

5、用生理鹽水霧化激發(fā)。
　?。?）口服酪酸梭菌：預(yù)防組小鼠于實驗第0~14d口服灌胃酪酸梭菌溶液進行預(yù)防給藥，治療組小鼠于實驗第15~28d口服酪酸梭菌溶液進行治療給藥，給藥方法（灌胃）同預(yù)防組。哮喘組小鼠于實驗第0~28d口服灌胃等量生理鹽水。
　　（3）實驗第29天，麻醉小鼠氣管插管，霧化吸入不同濃度的乙酰甲膽堿（0,1.5,3…100mg/ml），測定氣道高反應(yīng)性。
　　（4）采集小鼠全血并分離血清，測定血清中mM

6、CP-1、細胞因子、OVA特異性免疫球蛋白及MMP-9水平。
　?。?）支氣管肺泡灌洗，光鏡觀察肺泡灌洗液中白細胞及其分類計數(shù)，測定肺泡灌洗液中mMCP-1、細胞因子及MMP-9水平。
　?。?）分離小鼠肺組織，組織學方法觀察肺組織病理變化。
　?。?）統(tǒng)計學分析。
　　結(jié)果：
　?。?）成功建立小鼠哮喘模型。
　?。?）氣道阻力：與對照組相比，哮喘組小鼠氣道阻力明顯升高（basal,1.5,3,12

7、,25,50,100mg/ml Mch），與哮喘組相比，酪酸梭菌可以降低預(yù)防組（25,50mg/ml Mch）和治療組(12,25,50,100mg/ml Mch)小鼠氣道阻力。
　?。?）肺部炎細胞的浸潤：與對照組小鼠相比，哮喘組小鼠肺泡灌洗液中白細胞總數(shù)明顯升高(P<0.05)，主要表現(xiàn)為嗜酸粒細胞、中性粒細胞及巨噬細胞的升高；酪酸梭菌可以明顯降低預(yù)防組(P<0.01)和治療組(P<0.01)小鼠肺泡灌洗液中白細胞總數(shù)，均表現(xiàn)

8、為嗜酸粒細胞和中性粒細胞的降低。
　　（4）肥大細胞脫顆粒：與對照組相比，哮喘組小鼠肺泡灌洗液(P<0.001)和血清(P<0.01)中mMCP-1明顯升高；酪酸梭菌可以有效降低預(yù)防組(P<0.001)和治療組(P<0.01)小鼠血清中 mMCP-1的表達；但是酪酸梭菌對于肺泡灌洗液中mMCP-1的表達沒有明顯的抑制作用(P>0.05)。
　?。?）細胞因子的表達：與對照組小鼠相比，哮喘組小鼠肺泡灌洗液和血清中 Th2細胞因

9、子(IL-4,IL-5,IL-13,IL-17)明顯升高，酪酸梭菌可以有效抑制肺泡灌洗液和血清中Th2細胞因子的表達，但是預(yù)防組小鼠肺泡灌洗液中IL-13沒有明顯變化(P>0.05)；與對照組相比，哮喘組小鼠血和肺泡灌洗液中 Th1細胞因子INF-γ及抗炎細胞因子IL-10均明顯降低，口服酪酸梭菌后明顯升高，但是治療組小鼠肺泡灌洗液中IL-10卻沒有明顯變化(P>0.05)。
　?。?）OVA特異性免疫球蛋白 IgE/G1：與對照

10、組相比，哮喘組小鼠血清中 IgE/G1明顯升高，口服酪酸梭菌后，預(yù)防組和治療組小鼠血清中IgE/G1明顯降低，與預(yù)防組相比，治療組小鼠血清中IgG1降低更顯著。
　　（7）MMP-9的表達：與對照組相比，哮喘組小鼠肺泡灌洗液(P<0.01)和血清(P<0.05)中 MMP-9明顯升高；與哮喘組相比，接受酪酸梭菌口服的小鼠肺泡灌洗液(P<0.01)和血清(P<0.05)中MMP-9明顯降低。
　?。?）組織學分析：與對照組相比

11、，哮喘組小鼠肺部炎癥明顯加重，氣道上皮下膠原纖維沉積，氣道上皮中α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）和Ki67的表達明顯增多，口服酪酸梭菌后，預(yù)防組和治療組小鼠肺部炎癥減輕，膠原纖維數(shù)量、α-SMA及Ki67的表達明顯減少。
　　結(jié)論：
　　酪酸梭菌能夠有效降低哮喘小鼠氣道高反應(yīng)性；減輕肺部炎癥細胞浸潤；抑制肥大細胞脫顆粒；糾正Th1/Th2失衡；降低OVA特異性抗體的表達；減少氣道上皮下膠原沉積；抑制MMP-9、α-SMA及K