COPD大鼠模型的炎癥效應(yīng)及其機(jī)制研究.pdf

1、目的：香煙煙霧是室內(nèi)空氣環(huán)境污染的重要原因之一，也是室內(nèi)細(xì)顆粒物的主要來源，嚴(yán)重威脅著人類健康。目前，對(duì)香煙煙霧的毒理學(xué)評(píng)價(jià)，主要利用國(guó)際煙草科學(xué)研究合作中心（CORESTA）推薦的三種體外法，即細(xì)菌誘變分析（Ames試驗(yàn)）、細(xì)胞遺傳學(xué)分析（微核分析）和細(xì)胞毒性分析（中性紅試驗(yàn)）。這些方法只能初步評(píng)價(jià)煙氣部分化學(xué)成分的相對(duì)毒性，無法反映其整體化學(xué)成分的生物學(xué)效應(yīng)。近年來，國(guó)外特別提出了利用“專一性病變?cè)囼?yàn)”，即慢性阻塞性肺疾病（COPD

2、）動(dòng)物模型進(jìn)行體內(nèi)毒理學(xué)評(píng)價(jià)的建議，但相關(guān)研究尚未見報(bào)道。
　　臨床醫(yī)學(xué)表明，COPD主要和肺組織對(duì)有害氣體或顆粒物的炎癥反應(yīng)增強(qiáng)密切相關(guān)，同時(shí)還是一種累積肺外組織的全身性疾病。目前COPD是全球第四大致死疾病，其造成的疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)位于全球第五。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，香煙煙霧暴露誘導(dǎo)的COPD大鼠呈現(xiàn)出了局部（氣道和肺組織）和系統(tǒng)性的氧化/抗氧化失衡、蛋白酶/抗蛋白酶失衡以及一定的肺外臟器損傷（肝和脾）效應(yīng)，但COPD大鼠的炎癥響

3、應(yīng)（肺部和系統(tǒng)性的）還不清楚?；诖?，我們利用三個(gè)基因型煙草制成的單料煙為材料，通過亞慢性（56天）全煙氣暴露染毒，構(gòu)建出SD大鼠的COPD模型，探討了COPD大鼠肺部的病理損傷和炎癥反應(yīng)及其可能的機(jī)制，以及系統(tǒng)性的炎癥反應(yīng)，評(píng)估了不同香煙煙霧的體內(nèi)生物學(xué)效應(yīng)，旨在為復(fù)雜環(huán)境空氣污染物的毒性機(jī)制與健康危害研究提供理論依據(jù)。
　　方法：72只雄性清潔級(jí)SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組（CK組）、CS-1組、CS-2組和CS-3組，分別采用三個(gè)

4、基因型煙草卷制成的單料煙對(duì)大鼠進(jìn)行56天全煙氣暴露染毒，構(gòu)建出COPD模型。于14、28和56天，取肺組織進(jìn)行H. E.、Masson及PAS染色，觀察其病理學(xué)特征并進(jìn)行評(píng)分；ELISA法檢測(cè)肺泡灌洗液（BALF）和血清中TNF-α、IL-8、IL-6、IFN-γ和IL-4以及肺組織中NF-κB p65和Nrf2的含量變化，IHC法檢測(cè)肺組織中NF-κB p65的蛋白表達(dá)水平。
　　結(jié)果：
　　1.香煙煙霧染毒56天后，各處

5、理組大鼠均呈現(xiàn)出典型的COPD病理特征：小氣道和肺血管周圍大量的炎癥細(xì)胞聚集、浸潤(rùn)；粘膜上皮細(xì)胞剝落糜爛，粘液增生堵塞氣道；支氣管管壁纖維異常增生，管腔狹窄；肺泡結(jié)構(gòu)破壞。病理評(píng)分結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，三個(gè)實(shí)驗(yàn)組大鼠均呈現(xiàn)出顯著的病理變化（P＜0.05），嚴(yán)重程度由重到輕依次為CS-2＞CS-1＞CS-3，且在56天染毒終點(diǎn)，CS-1和CS-3組與CS-2相比，差異顯著（P＜0.05）。
　　2.隨著染毒時(shí)間的延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組大鼠B

6、ALF（或肺組織）中TNF-α、IL-8、IL-6、IFN-γ、NF-κB p65和Nrf2的含量以及IFN-γ/IL-4的比值均高于對(duì)照組，IL-4的濃度則低于對(duì)照組。其中，在56天染毒終點(diǎn)，與CS-2組相比，CS-1和CS-3組的TNF-α、IL-8、IL-6、IL-4、NF-κB p65和Nrf2的水平差異均顯著（P＜0.05），IFN-γ/IL-4的比值則差別不大（P＞0.05），上述指標(biāo)的變化程度均為CS-2＞CS-1＞CS-

7、3。結(jié)果表明，不同基因型煙草燃燒釋放的煙霧可活化肺組織NF-κB p65蛋白，不同程度地上調(diào)炎癥因子表達(dá)。
　　3.隨著染毒時(shí)間的延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組大鼠血清中CRP、TNF-α、IL-8、IL-6和IFN-γ的濃度水平以及IFN-γ/IL-4的比值均高于對(duì)照組，IL-4的含量則低于對(duì)照組。其中，在56天染毒終點(diǎn)，與CS-2組相比，CS-1和CS-3組的CRP、TNF-α和IL-8的水平差異顯著（P＜0.05），IFN-γ/IL-4的比值

8、則差別不大（P＞0.05），除CRP為CS-2＞CS-3＞CS-1外，其他指標(biāo)的變化程度均為CS-2＞CS-1＞CS-3。結(jié)果表明不同基因型的煙草燃燒釋放的煙霧誘導(dǎo)產(chǎn)生了不同程度的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)。
　　結(jié)論：通過全煙氣暴露建立的SD大鼠COPD模型，呈現(xiàn)出典型的氣道炎癥和肺氣腫的病理特征，以及局部（肺組織）和系統(tǒng)性（血清）的炎癥反應(yīng)。在三個(gè)實(shí)驗(yàn)組大鼠的病理學(xué)評(píng)分和炎癥相關(guān)因子的濃度之間存在明顯的差異，這可能與煙草的基因型和化學(xué)成分