聯合應用IL-4MT及sIL-5Rα對哮喘小鼠氣道重塑及TGF-β1、Act-A的影響.pdf

1、支氣管哮喘（以下簡稱為哮喘）是以可逆性的氣道阻塞和氣道高反應性為主要特征的慢性氣道炎癥性疾病，是一種常見的嚴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，根據世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)的估計，到2025年全球哮喘患者的總人數將達4億人[1]。哮喘患者的特征性臨床癥狀表現是反復發(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為不僅與氣道的高反應性（airwa

2、y hyperresponsiveness，AHR）及氣道的炎癥有關，而且與氣道壁的結構重塑有關[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，與氣道的高反應性和氣道的阻塞密切相關，可導致患者的勞動力喪失，并增加社會醫(yī)療負擔。
　　對哮喘發(fā)病及氣道重塑機制的研究一直是學者關注的熱點。目前，比較公認氣道炎癥是哮喘重要的發(fā)病機制，并與氣道重塑密切相關。以氣道炎癥為基礎的抗炎治療是近年哮

3、喘治療的重大突破，而長期的臨床實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惡化，遷延不愈。有學者提出氣道重塑在哮喘的初期就已經參與其中，氣道炎癥與氣道重塑可能是兩個平行且獨立的病理過程，而不是以往認為的序貫過程[3]。研究表明Th2細胞在哮喘的氣道炎癥的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。另外，多種細胞因子與其受體共同參與了哮喘的發(fā)病及氣道重塑的過程，對哮喘的啟動、維持、放大效應和氣道的重塑過程也起著不可替代的作用。

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

5、β，TGF-β）、Th2細胞因子如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，已經有研發(fā)現兩者與哮喘的氣道重塑關系密切[5,6]。本研究通過聯合應用 IL-4突變體（IL-4MT）及 IL-5可溶性受體α（sIL-5Rα）對哮喘小鼠模型進行干預，阻斷與氣道重塑相關的促炎因子 IL-4、IL-5及IL-13的作用，觀察其對小鼠的氣道重塑及TGF-β1、Act-A水平的影

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

7、對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進行靶向干預，對照組與哮喘組用生理鹽水代替。
　　2.末次激發(fā)24小時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法檢測各組小鼠BALF及血清中TGF-β1、Act-A的水平，實時熒光定量PCR檢測TGF-β1、Act-A在肺組織中mRNA的表達水平，HE染色觀察各組小鼠氣道結構的變化，并利用專業(yè)醫(yī)學圖像分析軟件測量支氣管周徑（Pbm）、支氣管管壁厚度(WAt/Pbm)、支氣管平滑肌厚度(WAm/Pbm)。
　　結果：
　　1.與對照組比較，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）；與單獨治療組相比，聯合治療組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.與對照組比較，哮喘組小鼠肺組織中的TGF-β1及Act-A mRNA的表達水平明顯升高（其倍數改變分別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的表達水平稍下降（其倍數改變分別為2.73±0.21，2.54±0.36；3.03±0.33，3.35±0.29，P值均<0.05）；與單獨治療組相比，聯合治療組肺組織中的TGF-β1及Act-A mRNA的表達水平下降地更明顯（其倍數改變分別2.06±0.28；1.93±0.30，P值均<0.01）。
　　3.(1)光鏡下可觀察到與對照組相比，哮喘組的支氣管管周炎癥細胞浸潤、杯狀細胞增生、

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；與單獨治療組相比，聯合治療組的上述改變減輕更明顯。
　　(2)與對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），無統計學差異。與對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），具有統計學差異；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，差異具有統計學意義（P值均<0.05）；與單獨治療組相比，聯合治療組小鼠的WAt/Pbm為(17.03±0.74)μm2/μm，差異具有統計學意義（P

15、值<0.01），提示聯合治療的效果更好。與對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的差異無統計學意義，[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]。
　　結論：
　　聯合應用 IL-4MT及 sIL-5Rα對哮喘小鼠模型進行干預，可明顯