聯(lián)合應(yīng)用IL-4MT及sIL-5Rα對(duì)哮喘小鼠氣道重塑及TGF-β1、Act-A的影響.pdf

1、支氣管哮喘（以下簡(jiǎn)稱為哮喘）是以可逆性的氣道阻塞和氣道高反應(yīng)性為主要特征的慢性氣道炎癥性疾病，是一種常見(jiàn)的嚴(yán)重威脅公眾健康的全球性慢性疾患。哮喘的發(fā)病率及死亡率呈明顯逐年上升趨勢(shì)，根據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)的估計(jì)，到2025年全球哮喘患者的總?cè)藬?shù)將達(dá)4億人[1]。哮喘患者的特征性臨床癥狀表現(xiàn)是反復(fù)發(fā)作的喘鳴、氣急、胸悶與咳嗽，引起這些臨床癥狀的原因被認(rèn)為不僅與氣道的高反應(yīng)性（airwa

2、y hyperresponsiveness，AHR）及氣道的炎癥有關(guān)，而且與氣道壁的結(jié)構(gòu)重塑有關(guān)[2]。氣道重塑（Airway remodeling）是固定性氣流受限和肺功能受損的主要病理基礎(chǔ)，與氣道的高反應(yīng)性和氣道的阻塞密切相關(guān)，可導(dǎo)致患者的勞動(dòng)力喪失，并增加社會(huì)醫(yī)療負(fù)擔(dān)。
　　對(duì)哮喘發(fā)病及氣道重塑機(jī)制的研究一直是學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，比較公認(rèn)氣道炎癥是哮喘重要的發(fā)病機(jī)制，并與氣道重塑密切相關(guān)。以氣道炎癥為基礎(chǔ)的抗炎治療是近年哮

3、喘治療的重大突破，而長(zhǎng)期的臨床實(shí)踐亦證明了其有效性。但即使用最佳的抗炎治療仍有部分哮喘患者病情反復(fù)惡化，遷延不愈。有學(xué)者提出氣道重塑在哮喘的初期就已經(jīng)參與其中，氣道炎癥與氣道重塑可能是兩個(gè)平行且獨(dú)立的病理過(guò)程，而不是以往認(rèn)為的序貫過(guò)程[3]。研究表明Th2細(xì)胞在哮喘的氣道炎癥的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。另外，多種細(xì)胞因子與其受體共同參與了哮喘的發(fā)病及氣道重塑的過(guò)程，對(duì)哮喘的啟動(dòng)、維持、放大效應(yīng)和氣道的重塑過(guò)程也起著不可替代的作用。

4、易感個(gè)體在吸入或接觸到環(huán)境中的變應(yīng)原后，Th2細(xì)胞介導(dǎo)其變態(tài)反應(yīng)并分泌IL-4，IL-5，IL-13等細(xì)胞因子，作用于淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞，嗜酸性粒細(xì)胞，嗜堿性粒細(xì)胞等，從而引起哮喘患者的氣道炎癥。同時(shí)這些介質(zhì)可引起氣道上皮的損傷，杯狀細(xì)胞的增殖，成纖維細(xì)胞分化、增殖，平滑肌細(xì)胞的遷移和增殖，導(dǎo)致氣道重塑的發(fā)生。其中一些參與氣道重塑的介質(zhì)目前已經(jīng)確定，纖維化細(xì)胞因子如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-

5、β，TGF-β）、Th2細(xì)胞因子如IL-4，IL-5，IL-13等[4]。TGF-β1與Act-A(activin-A)均是TGF-β超家族的成員，已經(jīng)有研發(fā)現(xiàn)兩者與哮喘的氣道重塑關(guān)系密切[5,6]。本研究通過(guò)聯(lián)合應(yīng)用 IL-4突變體（IL-4MT）及 IL-5可溶性受體α（sIL-5Rα）對(duì)哮喘小鼠模型進(jìn)行干預(yù)，阻斷與氣道重塑相關(guān)的促炎因子 IL-4、IL-5及IL-13的作用，觀察其對(duì)小鼠的氣道重塑及TGF-β1、Act-A水平的影

6、響，對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行初步探討。
　　目的：
　　本研究主要是應(yīng)用IL-4突變體和IL-5可溶性受體α對(duì)哮喘小鼠模型進(jìn)行干預(yù)，觀察兩者對(duì)哮喘小鼠的氣道重塑及TGF-β1、Act-A水平的影響，探討其對(duì)哮喘氣道重塑的治療與控制意義。
　　方法：
　　1.50只BALB/c雌性小鼠按隨機(jī)數(shù)字表分為5組：對(duì)照組、哮喘組、IL-4MT治療組、sIL-5Rα治療組、聯(lián)合IL-4MT及sIL-5Rα治療組（簡(jiǎn)稱為聯(lián)合治療組）。

7、對(duì)哮喘組與各治療組分別給予卵蛋白（OVA）致敏和激發(fā)。其中，各治療組（IL-4MT治療組、sIL-5Rα治療組、聯(lián)合治療組）分別在激發(fā)前30分鐘腹腔注射 IL-4MT100μg、sIL-5Rα100μg及IL-4MT、sIL-5Rα各100μg進(jìn)行靶向干預(yù)，對(duì)照組與哮喘組用生理鹽水代替。
　　2.末次激發(fā)24小時(shí)后收集小鼠支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）、血清及肺組織。用ELI

8、SA法檢測(cè)各組小鼠BALF及血清中TGF-β1、Act-A的水平，實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)TGF-β1、Act-A在肺組織中mRNA的表達(dá)水平，HE染色觀察各組小鼠氣道結(jié)構(gòu)的變化，并利用專業(yè)醫(yī)學(xué)圖像分析軟件測(cè)量支氣管周徑（Pbm）、支氣管管壁厚度(WAt/Pbm)、支氣管平滑肌厚度(WAm/Pbm)。
　　結(jié)果：
　　1.與對(duì)照組比較，哮喘組小鼠BALF及血清中的TGF-β1、Act-A水平顯著升高[(162.51±23.12

9、)pg/ml vs(76.94±10.73)pg/ml，(1130.21±79.94)pg/ml vs(489.74±40.32) pg/ml；(863.98±54.78)pg/ml vs(272.87±21.98)pg/ml，(1341.43±69.94)pg/ml vs(550.17±50.86)pg/ml，P值均<0.01]；與哮喘組比較，IL-4MT治療組[分別為(135.88±13.54) pg/ml，(934.90±53.4

10、1)pg/ml；(597.53±49.97)pg/ml，(1076.50±56.33)pg/ml]、sIL-5Rα治療組[分別為(110.76±16.40)pg/ml，(862.35±49.52)pg/ml；(656.09±41.95)pg/ml，(1158.21±73.12)pg/ml] BALF及血清中的TGF-β1、Act-A水平均明顯下降（P值均<0.01）；與單獨(dú)治療組相比，聯(lián)合治療組BALF及血清中的TGF-β1、Act-A

11、水平下降地更明顯[分別為(95.94±9.86)pg/ml，(685.33±50.86)pg/ml；(512.76±36.15)pg/ml，(794.56±50.46) pg/ml，P值均<0.05]。
　　2.與對(duì)照組比較，哮喘組小鼠肺組織中的TGF-β1及Act-A mRNA的表達(dá)水平明顯升高（其倍數(shù)改變分別3.44±0.72；4.45±0.54，P值均<0.01）。與哮喘組比較，IL-4MT治療組與sIL-5Rα療組小鼠肺組

12、織中的TGF-β1及Act-A mRNA的表達(dá)水平稍下降（其倍數(shù)改變分別為2.73±0.21，2.54±0.36；3.03±0.33，3.35±0.29，P值均<0.05）；與單獨(dú)治療組相比，聯(lián)合治療組肺組織中的TGF-β1及Act-A mRNA的表達(dá)水平下降地更明顯（其倍數(shù)改變分別2.06±0.28；1.93±0.30，P值均<0.01）。
　　3.(1)光鏡下可觀察到與對(duì)照組相比，哮喘組的支氣管管周炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、杯狀細(xì)胞增生、

13、支氣管壁增厚明顯；而與哮喘組比較，各治療組的上述改變較輕；與單獨(dú)治療組相比，聯(lián)合治療組的上述改變減輕更明顯。
　　(2)與對(duì)照組小鼠的支氣管周徑Pbm(444.49±54.26)μm相比，哮喘組與各治療組的 Pbm分別為(458.26±54.79)μm，(478.50±71.25)μm，(470.00±58.24)μm，(451.64±72.14)μm（P值均>0.05），無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。與對(duì)照組小鼠的支氣管總管壁厚度WAt/Pbm

14、(15.99±2.17)μm2/μm相比，哮喘組小鼠的WAt/Pbm為(20.77±2.23)μm2/μm（P值<0.01），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；與哮喘組比較，IL-4MT治療組、sIL-5Rα治療組的WAt/pbm為(18.95±1.11)μm2/μm，(18.49±1.15)μm2/μm，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值均<0.05）；與單獨(dú)治療組相比，聯(lián)合治療組小鼠的WAt/Pbm為(17.03±0.74)μm2/μm，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P

15、值<0.01），提示聯(lián)合治療的效果更好。與對(duì)照組小鼠的平滑肌厚度WAm/Pbm(3.79±0.67)μm2/μm相比，哮喘組與各治療組WAm/Pbm的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，[分別為(4.47±0.74)μm2/μm，(4.41±1.90)μm2/μm，(4.09±0.40)μm2/μm，(4.04±1.03)μm2/μm，P值均>0.05]。
　　結(jié)論：
　　聯(lián)合應(yīng)用 IL-4MT及 sIL-5Rα對(duì)哮喘小鼠模型進(jìn)行干預(yù)，可明顯