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松弛素在脂多糖致大鼠急性肺损伤中的作用

来源:尔游网
河北医药2019年11月第41卷第21期 HebeiMedicalJournalꎬ2019ꎬVol41NovNo􀆰21doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2019.21.009

3241

􀅰论著􀅰

松弛素在脂多糖致大鼠急性肺损伤中的作用

毕小菁 王文军 代丽 罗丹 

陈梦晴

  【摘要】 目的 观察松弛素对脂多糖所致大鼠急性肺损伤的影响ꎬ探讨其可能的作用机制ꎮ方法 30只大鼠按随机数字表法分为对照组(NS组ꎬn=10)、模型组(LPS组ꎬn=10)和松弛素组(RLX组ꎬn=10)ꎮNS组腹腔注射0.9%氯化钠溶液5mg/kgꎬLPS组、RLX组腹腔注射同等剂量的脂多糖复制肺损伤模型ꎮ1h后NS组和LPS组皮下注射0.9%氯化钠溶液2μg/kgꎬRLX组皮下注射同等剂量的重组人松弛素 ̄2ꎮ24h后测定大鼠的动脉血气ꎬ肺功能ꎬ支气管肺泡灌洗液总细胞计数、中性粒细胞计数及蛋白含量ꎬ湿重/干重比值ꎻHE染色观察病理学改变ꎻ免疫组化法观察TGF ̄β1的表达ꎮ结果 与NS组比较ꎬLPS组及RLX组PaCO2、PaO2、肺顺应性降低(P<0.05)ꎬ吸气阻力、呼气阻力、中性粒细胞计数、蛋白含量、湿重/干重比值、TGF ̄β1蛋白表达明显增加(P<0.05)ꎻ与LPS组比较ꎬRLX组PaCO2、PaO2、肺顺应性升高(P<0.05)ꎬ吸气阻力、呼气阻力、中性粒细胞计数、蛋白含量、湿重/干重比值、TGF ̄β1蛋白表达显著降低(P<0.05)ꎮ结论 松弛素可减轻脂多糖所致大鼠急性肺损伤ꎬ其机制可能是通过抑制TGF ̄β1表达实现ꎮ

【关键词】 松弛素ꎻ脂多糖ꎻ急性肺损伤ꎻ转化生长因子 ̄β1

【中图分类号】 R563.9  【文献标识码】 A  【文章编号】 1002-7386(2019)21-3241-04Effectsofrelaxinonlipopolysaccharide ̄inducedacutelunginjuryinrats BIXiaojingꎬWANGWenjunꎬDAILiꎬetal.DepartmentofRespiratoryMedicineꎬAffiliatedHospitalofSouthwestMedicalUniversityꎬSichuanꎬLuzhou646000ꎬChina

【Abstract】 Objective Toobservetheeffectsofrelaxinonlipopolysaccharide ̄inducedacutelunginjuryinratsꎬandtoexploreitspossibleactionmechanism.Methods Thirtyratswererandomlydividedintothreegroups:controlgroup(n=10)ꎬmodelgroup(n=10)andrelaxingroup(n=10).Theratsincontrolgroupwereinjected5mg/kgof0.9%sodiumchloridesolutionandthoseinmodelgroupandrelaxingroupwereinjected5mg/kgoflipopolysaccharidetoreproduceacutelunginjurymodels.At1haftertheinjectionꎬtheratsincontrolgroupandmodelgroupwereinjectedsubcutaneously2μg/kgofsodiumchloridesolutionandthoseinrelaxingroupwereinjectedsubcutaneouslythesamedosesofrecombinanthumanrelaxin2.At24haftertheinjectionꎬarterialbloodgasꎬpulmonaryfunctionꎬtotalcellcountsofbronchoalveolarlavagefluidꎬneutrophilcountsꎬproteincontentandwet/dryweightratioweredetermined.Moreoverꎬhematoxylineosinstainingwasusedtoobservethepathologicalchanges.InadditionꎬimmunohistochemicalmethodwasusedtoobservetheexpressionofTGF ̄β1.Results AscomparedwiththoseincontrolgroupꎬthelevelsofPaCO2ꎬPaO2andlungcomplianceinmodelgroupandrelaxingroupweresignificantlydecreased(P<0.05)ꎬhowevertheinspiratoryresistanceꎬexpiratoryresistanceꎬneutrophilcountsꎬproteincontentꎬwet/dryweightratioandtheexpressionlevelsofTGF ̄β1oftheratswereincreasedsignificantlyinthelattertwogroups(P<0.05).MoreoverꎬascomparedwiththoseinmodelgroupꎬthePaCO2ꎬPaO2andlungcomplianceoftheratsinrelaxingroupwereincreasedꎬwhiletheinspiratoryresistanceꎬexpiratoryresistanceꎬneutrophilcountsꎬproteincontentꎬwet/dryweightratioandtheexpressionlevelsofTGF ̄β1weredecreasedsignificantly(P<0.05).Conclusion Relaxincanalleviatelipopolysaccharide ̄inducedacutelunginjuryinratsꎬanditsactionmechanismmayberelatedwithinhibitingtheexpressionofTGF ̄β1.

【Keywords】 relaxinꎻlipopolysaccharideꎻautelunginjuryꎻtransforminggrowthfactorbeta1

  急性肺损伤(acutelunginjuryꎬALI)继发于各种直接或间接的损伤ꎬ常导致急性低氧性呼吸衰竭ꎬ大多数患者在临床上有急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndromeꎬARDS)[1]ꎮALI/ARDS在病理学上表现为弥漫性肺泡损伤、严重细胞浸润、肺

作者单位:646000 四川省泸州市ꎬ西南医科大学附属医院呼吸内科

通讯作者:王文军ꎬ646000 四川省泸州市ꎬ西南医科大学附属医院呼吸内科ꎻ

E ̄mai:1716392282@qq.com

泡 ̄毛细血管通透性增加[2]ꎮALI/ARDS死亡率高ꎬ有研究表明1984年至2006年11月ALI/ARDS死亡率为44.3%[3]ꎮ松弛素是一种肽类激素ꎬ其作用在妊娠和分娩过程中十分重要[4]ꎮ同时也参与了高血压和心力衰竭的病理生理过程ꎬ血管生成和骨重建ꎬ以及癌症和纤维化的分子途径[5ꎬ6]ꎮ近年来ꎬ有研究表明ꎬ松弛素抗纤维化性质在抗腕管综合征、肾脏纤维化、肝脏纤维化、心肌纤维化、气道重构等方面都具有一定保护作用[7-11]ꎮ但目前笔者尚未发现松弛素是否对ALI具有保护作用的相关报道ꎮ因而ꎬ本研究通过探讨松

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弛素在ALI中的作用及其机制ꎬ旨在为ALI患者的临1 材料与方法

床治疗策略和预后提供理论依据和实验依据ꎮ

D)测定:处死大鼠ꎬ暴露胸腔ꎬ结扎气管ꎬ将肺组织与其他组织游离ꎬ取下肺组织ꎬ冰0.9%氯化钠溶液冲洗血管ꎬ用无菌吸水纸吸干水分ꎬ取左肺下叶称湿重ꎬ然后置烤箱(80℃ꎬ20h)烤至恒重后称干重ꎬ计算得出1.3.6 病理学观察:取右肺中叶浸泡于4%多聚甲醛24h后用石蜡包埋ꎬ石蜡块连续切片ꎬ厚度5μmꎬ然后HE)染色ꎮ每只大鼠制作3张切片ꎬ光学显微镜下观[12ꎬ13]用二甲苯脱蜡ꎬ再由从高浓度到低浓度乙醇进行水合ꎬ最后入蒸馏水进行苏木精 ̄伊红(hematoxylin ̄eosinꎬW/D比值ꎮ

1.1 实验动物及主要试剂 健康SPF级雄性SD大鼠[合格证号:SYXK(川)2017 ̄065]ꎬ周龄7~8周ꎬ体重180~200gꎬ购买于成都达硕实验动物有限公司ꎮ蛋白检测试剂盒ꎬ购于南京建成生物科技有限公司ꎮ25μg/支ꎬ购于Peprothch公司ꎮ脂多糖(Lipopolysacc ̄重组人松弛素 ̄2(recombinanthumanrelaxin ̄2)ꎬ规格harideꎬLPS)ꎬ规格10mg/支ꎬ购于Sigma公司ꎮ转化

β1)生长抗体因子ꎬ规格β1(200Transformingμg/mlꎬ购于growthSantafactor公司ꎮ

beta1ꎬTGF ̄1.数字表法分为2 动物分组及模型制作(LPS3组ꎬ对照组 (将NS30组只SD大鼠按随机大鼠给予一次性腹腔注射组ꎬn=10)、松弛素组0.(9%RLX氯化钠溶液组ꎬꎬnn==10)、10)ꎮ模型组(5mgNS/kg)组处(5理ꎬ其余2组大鼠给予0.9%mg氯化钠溶液/kg)处理ꎮ(21hμg后/NSkg)ꎬ组及一次松弛素组皮下注射稀释LPS性组大鼠皮下注射腹腔注射LPS后的重组人松弛素 ̄2(2μg/kg)ꎮ24h后进行相应指标测定1.ꎮ

1.3 3.1 观察指标及测定方法血ꎬ立即行血气分析动脉血气分析ꎮ

:于腹主动脉抽取0.5ml动脉1.阻力3.2 resistanceꎬRe)、(inspiratory肺功能测定大鼠(戊巴比妥钠肺顺应性resistanceꎬ:用动物肺功能仪测定大鼠的吸气40mg/(lungRi)、kgꎬ腹腔注射complianceꎬLC)ꎮ呼气阻力(expiratory)ꎬ仰卧固定麻醉ꎬ行气管插管ꎬ然后放入封闭的体描箱ꎬ连接动物呼吸机ꎬ1.测定大鼠吸气阻力fluidꎬBALF)3.3 支气细胞计数管肺、呼气阻力及肺顺应性泡:灌通过气管插管向肺内注射洗液(bronchoalveolarꎮ

lavage0.9%氯化钠溶液ꎬ可见膨起ꎬ按摩双肺ꎬ然后缓慢回5ml

抽ꎬ反复3次ꎬ回收BALFꎬ回收率>80%为合格标本ꎮ

将BALF以250×g离心5minꎬ将沉淀物用0.5ml磷酸缓冲溶液悬浮ꎬ取10μl悬浮液于载玻片上ꎬ用甲醇固定15minꎬ晾干ꎬ行Giemsa染色溶液染色ꎮ显微镜1.下观察细胞行总细胞计数和中性粒细胞计数(bicinchoninic3.4 

BALF离心后取上清液acidꎬBCA)蛋白测ꎬ加入蛋白检测试剂盒中按说明书进蛋白测定法定:采用ꎮ二将所得喹ꎮ

啉甲BALF酸

(mg行检/ml)ꎮ

测ꎬ根据标准曲线计算标本中蛋白质含量1.3.5 肺组织湿重(wetweightꎬW)/干重(dryweightꎬ

察病理学改变ꎬ并进行肺损伤评分包含以下4项指标:①肺泡充血ꎻ②出血ꎮꎻ③肺损伤评分肺泡腔或血管壁中性粒细胞浸润或聚集ꎻ④肺泡壁增厚和(或)透明膜形成ꎮ4项指标分别按肺组织破坏程度评分:无损害评为0分ꎻ轻度损害评为1分ꎻ中度损害评为2分ꎻ严重损害评为3分ꎮ每张切片各项指标评分总和为该切片急性肺损伤评分ꎬ每组大鼠所有切片评分的1.平均数即为该组大鼠肺损伤分数ꎮ

大鼠右肺中叶组织切片3.7 免疫组化检测TGF ̄β1ꎬ然后用二甲苯脱蜡表达[14]:将石蜡包埋的ꎬ再由从高浓度到低浓度乙醇进行水合ꎮ将切片加入0.1mol/L柠檬酸钠缓冲液中ꎬ煮沸10min进行抗原修复ꎻ用组化笔画圈后将切片滴入3%过氧化氢ꎬ室温下孵育ꎻ加入山羊TGF ̄β1血清封闭液进行封闭ꎬ盒ꎬ室温下复温后每张片子加入抗体ꎬ放在4℃冰箱中过夜室温50ꎻ下孵育ꎻ滴加抗μl第链霉菌抗生物2天ꎬ取出湿素蛋白 ̄过氧化物酶溶液ꎬ再滴加100μl二氨基联苯胺溶液染色ꎬ再用苏木素复染使细胞核变为蓝色ꎬ最后用由低浓度到高浓度乙醇脱水ꎮ切片凉干后封片ꎬ盖上盖玻片ꎬ晾干后放在显微镜下观察ꎮ若蛋白表达为阳性ꎬ则在显微镜下可见细胞内出现棕黄色颗粒ꎬ颜色越深ꎬ说明其表达越强ꎮ应用Leiea系统对显微镜下图像进行采集ꎮ应用Image ̄ProPlus(6.0)图文分析软件对采集的图像进行分析ꎮ每只大鼠制作3张切片ꎬ每张切片随机取5个视野(×200)ꎬ测量每个区域棕黄色颗IOD)ꎬ粒的累计积分光密度(Integralopticaldensityꎬ组大鼠平均光密度值每组大鼠所有切片积分光密度的平均值即为该(meanofIOD)ꎬ作为TGF ̄β1蛋1.白表达量ꎮ

料以4 x􀭰统计学分析±s表示ꎬ3 组间比较采用单因素方差分析应用SPSS17.0统计软件ꎬ计量资ꎬ事后检验采用2 2.1 结果LSD法ꎬP<0.05为差异有统计学意义ꎮ3组W/D、Ri、Re、CL比较 与NS组比较ꎬLPS

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组、RLX组肺组织湿重/干重比值升高(P<0.05)ꎬ而RLX组Ri、Re均较NS组明显升高(P<0.05)ꎬLC显

组别NS组

4.55±0.10W/D

1.82±0.01

RLX组与LPS组比较ꎬ比值降低(P<0.05)ꎮLPS组、

Ri(cmH2O􀅰ml􀅰s-1)

3.37±0.16∗2.45±0.16∗#

著降低(P<0.05)ꎻ但经重组人松弛素 ̄2干预后ꎬ其Ri、Re均降低(P<0.05)ꎬLC升高(P<0.05)ꎮ见表1ꎮ

n=10ꎬx􀭰±s

1.82±0.02

LC(ml/cmH2O)0.188±0.0320.101±0.016∗0.123±0.012∗#

Re(cmH2O􀅰ml-1􀅰s-1)

3.35±0.11∗2.30±0.07∗#

表1 3组W/D、Ri、Re、CL比较

LPS组

2.2 3组动脉血气分析比较 LPS组与NS组比较ꎬpH值、PaCO2、PaO2值均降低(P<0.05)ꎻRLX组与NS组比较PaCO2、PaO2值均降低(P<0.05)ꎬpH值比  注:与NS组比较ꎬ∗P<0.05ꎻ与LPS组比较ꎬ#P<0.05

RLX组

5.14±0.09∗

4.79±0.15∗#

2.5 3组TGF ̄β1表达情况和平均光密度值比较 

NS组可见肺泡上皮细胞有少量TGF ̄β1表达ꎬLPS组肺泡上皮细胞、巨噬细胞、炎细胞、内皮细胞内均有较差异无统计学意义(P=0.429)ꎬRLX组与LPS组比较ꎬRLX组PH值、PaCO2和PaO2均升高(P<0.05)ꎮ见表2ꎮ

表2 3组动脉血气分析比较

n=10ꎬx􀭰±s组别

NS组

7.38pH±值

0.22PaCO48.2(mmHg)PaOLPS组

42.63±0.5698.2(mmHg)  RLX注:组

7.与NS组比较7.3137±ꎬ∗±0.P0.20<22∗

∗#

0.05ꎻ与LPS44.14组比较78±±0.0.64ꎬ77∗∗#

72.71#P<0.05

88.84±0.6534±±1.1.2029∗∗#

2.较3  与3NS组总细胞计数组相比ꎬLPS、中性粒细胞计数组、RLX组支气管肺泡灌洗液、蛋白含量比中总细胞计数(著降低P<0.、中性粒细胞计数及蛋白量均明显升高(05)ꎻP<0.而与05)ꎮLPS见表组比较3ꎮ

ꎬRLX组上述各指标均显表3 3组总细胞计数、中性粒细胞计数、蛋白含量比较

n=10ꎬx􀭰±s

组别总细胞计数

蛋白含量计数(×10NS1.(87×10±0.6)

中性粒细胞LPS组组

064.82±0.80

4)4.(mg23/ml)

±1.85∗#

27.18.5926±±0.0.8385∗∗#

90±±0.052. RLX 注组

10.:与NS组比较6.9590

±0.66∗ꎬ∗P<0.05ꎻ与LPS组比较ꎬ#P<0.05

4.4.68

±0.0.0907∗

∗#

HE4 3组HE染色情况和肺损伤评分比较 清晰染色后可见ꎬ肺泡内无炎性细胞浸润ꎬNS组大鼠肺组织肺泡壁正常肺组织经ꎻLPS组大鼠肺组织肺泡ꎬ肺泡腔结构严重破坏ꎬ肺泡腔内可见出血、渗液ꎬ部分肺泡壁塌陷ꎬ大量炎症细胞浸润ꎻ经重组人松弛素 ̄2干预后上述情况均明显减轻(7.伤评分较50±0.53)分、RLXꎮNS组组(0.60±0.52)分、LPS组LPS组降低NS(P组明显升高(4.<0.05)ꎮ见图(P50<1ꎮ

0.±05)ꎬRLX0.53)ꎻLPS组评分较组肺损图A:NS1 3组组ꎻB:LPSHE染色组(HEꎻC:RLX×200)

TGF ̄β1TGF ̄β1阳性表达ꎬ且较NS组明显增强ꎬ组0.TGF ̄β1表达较的平LPS均光组显著减弱密度值明ꎮ显定量分析显示而RLX高于NS组(ꎬLPS组P<

4ꎬ05)ꎬ图2ꎮ

而RLX组明显低于LPS组(P<0.05)ꎮ见表表4 3组平均光密度值比较

n=10ꎬMeanofIODꎬx􀭰±s

NS组别

组3.37TGF ̄β1

±0.44  注:与RLXLPS组NS组比较组

15.ꎬ∗P<0.05ꎻ与LPS组比较10.90ꎬ#P23±<±1.0.72∗

0.05

41∗#

图2 3组A:NSTGF ̄β1组ꎻB:LPS表达情况组ꎻC:RLX(免疫组化组

×200)

3  管疾病 讨论

造成、药物不良反应ALI/ARDS的原因有很多、休克、急性嗜酸性粒细胞肺炎ꎬ比如感染、胶原血、

免疫介导的肺出血和血管炎、放射性肺炎等[15]革兰阴性杆菌感染是引起ALI的常见因素ꎮ细胞壁的ꎮ其中脂多糖是革兰阴性杆菌内毒素的主要成分ꎬ也是最主要的致病因素[16]细胞因子的产生以及随后在肺组织中炎症细胞的隔离ꎮ脂多糖可能通过增加炎性和趋化而导致ALI[17]后ꎬLPS组与NSꎮ本实验中组比较ꎬ肺组织ꎬ大鼠腹腔注射W/D比值LPS、BALF后24中

h性粒细胞计数和蛋白质含量均明显升高ꎬ说明经LPS处理后肺通透性和肺水肿增加ꎻHE染色后在光学显微镜下观察ꎬLPS组大鼠肺组织肺泡结构严重破坏ꎬ肺泡腔内可见出血、渗液ꎬ部分肺泡壁塌陷ꎬ大量炎症细胞浸润ꎬ提示本实验成功建立了LPS所致急性肺损伤模型  ꎮ

当机体受到炎症或损伤因素ꎬ如内毒素ꎬ刺激后

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透性ꎬ导致肺水肿形成ꎮ本实验中LPS组TGF ̄β1表达较NS组明显增强ꎬ与既往研究[19-21] 等 [22]松弛素是一种肽类激素实验表明ꎬ松弛素能通过其抗炎特性降低心肌梗ꎬ具有抗炎作用相符合ꎮꎮBeiert死后小鼠心房颤动的易感性ꎬ小剂量的松弛素治疗也可缓解心脏炎性[23]烟烟雾的动物的实验中可见ꎮ另外ꎬ在用松弛素治疗暴露于香ꎬ通过显着减少促炎性细Bezhaeva胞因子的等释放ꎬ从而减少白细胞的炎症募集[24][25]实验表明松弛素受体缺乏能促进血管ꎮ

炎症ꎮ本实验研究结果显示ꎬ经重组人松弛素 ̄2处理后ꎬ大鼠肺组织W/D比值、BALF中性粒细胞计数和蛋白质含量均较LPS组明显降低ꎬ肺泡结果的破坏及炎性细胞的浸润均减轻ꎬ表明松弛素具有缓解LPS诱导的急性肺损伤的能力ꎮ免疫组化结果提示RLX组肺组织TGF ̄β1表达较LPS组明显降低ꎬ提示松弛素的抗炎作用可能是通过抑制 的表达 综上所述ꎬ从而在一定程度上起到缓解急性肺损伤的作ꎬ重组人松弛素TGF ̄β1 ̄2可能通过抑制的表达实现的TGF ̄β1ꎮ用ꎮ这可能是松弛素治疗肺损伤的机制之一ꎮ但本实验为动物实验ꎬ仅为松弛素治疗急性肺损伤提供实验理论及临床治疗思路ꎬ用于治疗人类ALI还需要更多的实验及临床研究ꎮ

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