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背景:支气管哮喘(Bronchial Asthma)简称哮喘,是儿童期最常见的慢性呼吸道疾病,是由多种细胞如肥大细胞、嗜酸性粒细胞、T淋巴细胞等参与的慢性气道炎症,临床表现为反复发作性喘息,呼吸困难、胸闷或咳嗽,全球哮喘患病率呈上升趋势。持续气道炎症使气道反复损伤、修复,将导致气道结构变化即发生气道重塑,主要表现为平滑肌细胞增生肥大,上皮下胶原沉积,杯状细胞增生,新血管生成等。其中细胞外基质(extracellular matrix, ECM)在气管上皮下的异常沉积是哮喘特征性病理改变。金属基质蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)为调节ECM代谢的主要限速酶,可降解ECM的大多数成分。金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinases, TIMP)-1可1:1与MMP-9结合,特异性抑制MMP-9的活性。MMP-9/TIMP-1失衡导致细胞外基质代谢异常,可能参与哮喘气道重塑过程。正常T细胞表达和分泌的活性调节蛋白(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted, RANTES)属于半胱氨酸-半胱氨酸(Cys-Cys, CC)类趋化因子,又称CCL5,由多种炎性细胞分泌,它对嗜酸性粒细胞、单核细胞、树突状细胞、淋巴细胞、NK细胞等有趋化作用,尤其是对嗜酸性粒细胞强大的趋化作用,可加重哮喘气道炎症,参与气道重塑的发生。目的:通过光镜观察实验大鼠气道病理变化,计算机图像分析软件量化气道壁增厚情况,了解哮喘气道重塑情况;检测大鼠气道MMP-9、TIMP-1及肺泡灌洗液RANTES的表达水平,探讨MMP-9/TIMP-1在哮喘气道重塑中的作用,分析MMP-9/TIMP-1与RANTES的相关性。方法:按照完全随机分组法,将36只雄性Wister大鼠分为哮喘模型组(A组)、地塞米松干预组(B组)、正常对照组(C组)三组。采用卵白蛋白(Ovalbumin, OVA)和氢氧化铝的复合制剂致敏、OVA激发方法。第1、7、14天,A、B组大鼠分别给予腹腔注射10%卵白蛋白与氢氧化铝混悬液1ml/只致敏,C组则相应给予腹腔注射生理盐水1ml/只。第21天A、B组开始雾化吸入1%的卵白蛋白激发喘息发作,每次雾化吸入30分钟,隔天1次,共6周,C组雾化吸入0.9%生理盐水作为对照。B组自雾化激发后1周起雾化前半小时予尾静脉注射地塞米松0.5mg/Kg每周3次,共5周,A、C组对应给予0.9%生理盐水0.5ml尾静脉注射。三组大鼠均于末次雾化吸入后24小时进行1%戊巴比妥钠0.2ml/Kg腹腔注射麻醉开胸,结扎左肺取肺组织固定、包埋;行气管插管,用生理盐水5ml冲洗5次回收右肺肺泡灌洗液,1000转低温离心5分钟,取上清。制作左肺组织的HE染色切片,光镜观察各组切片中气道的病理学变化,多功能彩色病理图像分析仪测量切片中支气管横截面的基底膜周径(bronchial basement membrane perimeter, Pbm),气道平滑肌面积(airway smooth muscle area, WAm),气道内壁面积(inner way area , WAi),以WAm/Pbm和WAi/Pbm作为气道重塑指标;将左肺组织切片用免疫组化方法标记MMP-9、TIMP-1,并应用多功能彩色病理图像分析仪测定MMP-9、TIMP-1积分光密度(integral optical density, IOD);双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)检测右侧肺泡灌洗液RANTES水平。采用SPSS10.0统计软件,对组间WAm/Pbm和WAi/Pbm、MMP-9和TIMP-1数据进行单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义,将MMP-9/TIMP-1与RANTES做相关性分析,计算相关系数r,P<0.05有统计学意义。结果:哮喘模型组致敏的大鼠,在雾化OVA时均出现喘息发作,雾化6周后,大鼠左肺支气管HE染色的病理切片中出现平滑肌、管壁增厚的重构现象,检测切片中气道平滑肌面积/基底膜周径(WAm/Pbm)和气道内壁面积/基底膜周径( WAi/Pbm )分别为5.78±1.36μm~2/μm, 15.10±3.99μm~2/μm较正常对照组明显增大(P<0.05)。地塞米松干预组在第一周雾化OVA即出现喘息发作,在第二周应用地塞米松后喘息减轻,雾化6周后,其左肺支气管HE染色切片中气道重塑现象不明显,测量气道管壁WAm/Pbm和WAi/Pbm为3.98±1.25μm~2/μm, 9.86±2.47μm~2/μm,较哮喘模型组气道为轻(P<0.05)。哮喘模型组大鼠左肺组织中MMP-9和TIMP-1的平均积分光密度(IOD)(1.7655±1.0476, 1.958±0.0927)及右肺肺泡灌洗液RANTES表达水平(18.20±4.00?pg/ml)明显高于正常对照组、地塞米松干预组(P<0.05),地塞米松干预组MMP-9和TIMP-1的平均IOD(0.8525±0.0231, 0.876±0.0302)及肺泡灌洗液中RANTES水平(9.28±2.26pg/ml)与正常对照组无明显差别(P>0.05)。MMP-9/TIMP-1在哮喘模型比例失衡,与肺泡灌洗液RANTES水平呈负相关(r=-0.141,P<0.05)。结论:哮喘时MMP-9、TIMP-1及RANTES的表达水平均提高,可能有加重气道炎症的作用;哮喘时MMP-9/TIMP-1比例失调,与炎性细胞趋化因子RANTES水平呈负相关,与ECM的降解与沉积有关,参与气道重塑的发生;地塞米松对RANTES及MMP-9、TIMP-1表达有明显的抑制作用,减轻气道重塑。