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目的:吸烟是公认的慢性阻塞性肺疾病(COPD)最危险的致病因素。香烟烟雾(CS)中的活性氧(ROS)会引起氧化应激从而导致COPD的发展,ROS可诱导肺气道上皮细胞凋亡,但其作用机制目前并不十分明确。本研究拟利用体外和体内实验模型评价健脾益肺Ⅱ号(JPYF Ⅱ)对CSE刺激的气道上皮细胞和COPD小鼠的气道上皮细胞的凋亡保护作用,并重点研究JPYF Ⅱ通过调节ROS-ER stress-Ca2+信号通路减少COPD气道上皮细胞凋亡的作用机制,为JPYF Ⅱ临床治疗COPD提供科学依据。方法:体内实验将60只BALB/c小鼠采用CS熏烟的方法进行建立COPD动物模型,随机分为5组,分别是Control组、CS组、CS+JPYF Ⅱ低剂量组、CS+ JPYF Ⅱ中剂量组和CS+JPYF Ⅱ高剂量组。Control组不作任何处理,CS组予以CS持续熏烟一个月。JPYF Ⅱ组在CS造模的最后两周的同时每天灌胃一次给予相应剂量的JPYF Ⅱ,在造模期间观察小鼠的精神状态、活动度、饮食、皮毛情况进行记录;取材时留取小鼠肺组织,采用TUNEL实验检测JPYF Ⅱ对COPD小鼠肺组织气管中上皮细胞的凋亡保护作用;采用免疫组化技术检测JPYF Ⅱ对COPD小鼠肺组织气管中内质网应激(ER stress)相关蛋白(GRP78、p-elF2 α 和CHOP)的调控作用。体外实验用香烟烟雾提取物(CSE)刺激人肺气道上皮细胞(Beas-2B和16-HBE)构建COPD模型,采用MTT法检测CSE对气道上皮细胞(Beas-2B和16-HBE)的毒性;采用MTT法检测JPYF Ⅱ对气道上皮细胞的毒性;采用MTT法检测JPYF Ⅱ对CSE刺激的气道上皮细胞的保护作用。采用流式细胞术检测JPYF Ⅱ对CSE刺激的气道上皮细胞的凋亡保护作用;采用Hoechest 33342染色法检测JPYF Ⅱ对CSE刺激的气道上皮细胞的凋亡保护作用;采用流式细胞术检测JPYF Ⅱ对CSE刺激的气道上皮细胞的周期的影响;采用Western blot技术研究JPYF Ⅱ对CSE刺激的气道上皮细胞中凋亡相关蛋白(Caspase-3,Cleaved-caspase-3,Bax和Bcl-2)和ER stress相关蛋白(GRP78,PERK,p-PERK,eIF2 α,p-eIF2 α和CHOP)的调控作用。JPYFⅡ抑制气道上皮细胞中ROS产生与其抑制ER stress和减少细胞凋亡相关性研究(包括用流式细胞术检测JPYF Ⅱ对CSE刺激的气道上皮细胞中ROS产生的调控作用;用Western blot研究JPYF Ⅱ减少CSE刺激的气道上皮细胞中ROS产生与其抑制ER stress的相关性;用MTT检测JPYF Ⅱ减少CSE刺激的气道上皮细胞中ROS产生与其抑制细胞凋亡的相关性);JPYF Ⅱ减少气道上皮细胞中Ca2+浓度与其抑制ER stress和减少细胞凋亡相关性研究(包括用流式细胞术检测JPYF Ⅱ对减少CSE刺激的气道上皮细胞中Ca2+浓度产生的调控作用;用Western blot研究JPYF Ⅱ减少CSE刺激的气道上皮细胞中Ca2+浓度与其抑制ER stress的相关性;用MTT检测JPYF Ⅱ减少CSE刺激的气道上皮细胞中Ca2+浓度与其抑制细胞凋亡的相关性)。结果:1)小鼠一般情况:Control组小鼠精神状态佳,呼吸均匀,反应灵敏,毛色油亮光滑,饮食正常。CS组小鼠造模后随着造模天数的延长精神状态差,呼吸急促,反应迟钝,饮食差,毛色凌乱;JPYF Ⅱ组小鼠在没有给药只造模的阶段状态同CS组,造模的最后两周,随着JPYF Ⅱ组开始给药,呼吸急促程度、反应灵敏度、饮食和毛色等方面同CS组相比均有不同程度的好转。2)JPYF Ⅱ可改善COPD小鼠肺气道组织凋亡的严重程度(p<0.05)。3)JPYF Ⅱ可以降低COPD小鼠肺组织气管中ER stress相关蛋白(GRP78、p-e1F2 α和CHOP)的表达(p<0.05)。4)JPYF Ⅱ对气道上皮细胞没有毒性(p>0.05),并且能够减少CSE对细胞的毒性(p<0.05)。5)CSE可呈时间和浓度依赖性抑制Beas-2B和16-HBE细胞活性,诱导细胞凋亡。6)与正常的气道上皮细胞相比,CSE刺激的气道上皮细胞中凋亡数目显著上升(p<0.05)。然而,JPYF Ⅱ能够减少CSE诱导的气道上皮细胞的凋亡(p<0.05)。7)与正常的气道上皮细胞相比,CSE刺激的气道上皮细胞的细胞周期阻滞在GO/G1期。然而,JPYF Ⅱ能够减少CSE引起的气道上皮细胞在GO/G1期的阻滞(p<0.05)。8)JPYF Ⅱ能够减少促凋亡蛋白Cleaved-caspase-3和Bax的表达,增加抗凋亡蛋白Bcl-2的表达(p<0.05),以及减少与ER stress相关的蛋白GRP78,p-PERK,p-eIF2 α 和 CHOP 的表达(p<0.05)。9)JPYF Ⅱ以及抗氧化剂NAC(5 mM)可抑制CSE诱导的气道上皮细胞中ROS产生和与 ER stress 相关的蛋白 GRP78,p-PERK,p-eIF2 α 和 CHOP 的表达(p<0.05)。JPYF Ⅱ以及抗氧化剂NAC可提高CSE诱导的气道上皮细胞的活力,其中以JPYF Ⅱ+NAC组效果最好(p<0.05)。10)JPYF Ⅱ以及ER抑制剂TUDCA(1 mM)可抑制CSE诱导的气道上皮细胞中ROS产生和与 ER stress 相关的蛋白 GRP78,p-PERK,p-eIF2 α 和 CHOP 的表达(p<0.05)。JPYF Ⅱ以及ER抑制剂TUDCA可提高CSE诱导的气道上皮细胞的活力,其中以JPYF Ⅱ+TUDCA组效果最好(p<0.05)。11)JPYF Ⅱ以及钙离子抑制剂BAPTA-AM(10 μM)可抑制CSE诱导的气道上皮细胞中ROS产生和与ER stress相关的蛋白GRP78,p-PERK,p-eIF2 α和CHOP的表达(P<0.05)。JPYF Ⅱ以及钙离子抑制剂BAPTA-AM可提高CSE诱导的气道上皮细胞的活力,其中以JPYF Ⅱ+BAPTA-AM组效果最好(p<0.05)。12)JPYF Ⅱ以及IP3R抑制剂2-APB(50 μM)可抑制CSE诱导的气道上皮细胞中ROS产生和与ER stress相关的蛋白GRP78,p-PERK,p-eIF2 α和CHOP的表达(p<0.05)。JPYF Ⅱ以及IP3R抑制剂2-APB可提高CSE诱导的气道上皮细胞的活力,其中以JPYF Ⅱ+2-APB组效果最好(p<0.05)。结论:1.JPYF Ⅱ通过改善小鼠肺组织凋亡表达、修复受损气道及其组织,对CS诱导的COPD小鼠具有治疗作用。2.JPYF Ⅱ可以对CSE刺激的Beas-2B和16-HBE细胞凋亡具有保护作用。抗凋亡作用可能是与ROS-ER stress-Ca2+信号通路的中断有关。