当前位置: 首页 > 期刊 > 《第三军医大学学报》 > 2000年第5期
编号:10215175
山莨菪碱对LPS诱导的急性肺损伤大鼠肺组织TNFα、IL-8表达的影响
http://www.100md.com 《第三军医大学学报》 2000年第5期
     作者:郭振辉 洪新 毛宝龄 钱桂生 陈正堂

    单位:郭振辉(第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所,重庆 400037);洪新(第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所,重庆 400037);毛宝龄(第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所,重庆 400037);钱桂生(第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所,重庆 400037);陈正堂(第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所,重庆 400037)

    关键词:急性肺损伤;山莨菪碱;肿瘤坏死因子α;白介素-8

    第三军医大学学报000502 提 要: 目的 探讨山莨菪碱(654-2)对内毒素致伤急性肺损伤(ALI)大鼠的防治作用和可能机制。方法 观察654-2对ALI大鼠血气分析和肺组织损伤的影响,并采用原位杂交法检测肺组织TNFα、IL-8 mRNA表达和ELISA检测肺组织匀浆TNFα、IL-8含量的改变。结果 654-2干预后可减轻ALI大鼠肺组织损伤程度,减少肺组织TNFα、IL-8 mRNA表达及其肺组织匀浆含量。结论 654-2可能通过抑制TNFα、IL-8 mRNA表达,减少肺组织中TNFα、IL-8产生而对ALI发挥防治作用。
, http://www.100md.com
    中图法分类号: R392.11;R563.02 文献标识码: A

    文章编号:1000-5404(2000)05-0410-04

    Effects of anisodamine on the expression of TNFα and IL-8 in pulmonary tissue of rats with LPS-induced acute lung injury

    Guo Zheng-hui, Hong Xin, Mao Bao-ling, QIAN Gui-sheng, CHEN Zheng-tang

    (Institute of Respiratory Disease, Xinqiao Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400037,China)
, 百拇医药
    Abstract: Objective To investigate the preventive and therapeutic effects of anisodamine(654-2) on LPS-induced acute lung injury (ALI) and its mechanism. Methods The change of the expression and the content of tumor necrosis factor α (TNFα),interleukin-8(IL-8) mRNA and protein in pulmonary tissue of ansodamine-treated rats with ALI were measared with in situ hybridization and ELISA. Meanwhile, the pathologic changes were examined with light microscope. Results The administration of 654-2 inhibited the expression of TNFα, IL-8 mRNA and protein, and alleviated the pulmonary tissue damage. Conclusion 654-2 has a protective effect on rats with ALI through down regulating of the expression of TNFα and IL-8.
, http://www.100md.com
    Key words: acute lung injury; anisodamine; tumor necrosis factor-α;interleukin-8

    机体遭受严重损伤时,可诱发全身炎症反应综合征(Systemic inflammatory respones syndrome,SIRS),进而导致多脏器功能障碍综合征(MODS)。肺是首发靶器官,表现为急性肺损伤(Acute lung injury,ALI),促炎细胞因子,如TNFα、IL-8等是SIRS触发和“级联(Cascade)”效应的关键因素[1]。抑制炎症介质的释放已成为防治ALI的重要策略[2]。山莨菪碱(654-2)应用于ALI防治已显示良好效果,但其作用机制仍有待阐明。为此,本研究拟通过制备内毒素大鼠ALI模型,观察其肺组织TNFα、IL-8 mRNA表达,肺组织匀浆TNFα、IL-8水平改变及应用654-2干预后对TNFα、IL-8的影响。
, 百拇医药
    1 材料与方法

    1.1 实验动物模型与分组

    健康Wistar大鼠18只,体重180~230 g,由本校实验动物中心提供,随机分为3组:①内毒素致伤组:颈静脉注射LPS 5 mg/kg;②654-2干预组:注射LPS 5 mg/kg同时注射654-2 10 mg/kg;③对照组:颈静脉注射生理盐水0.2 ml/100 g。每组6只大鼠,观察4个时期点:处理后1、2、4、6 h。

    1.2 观察指标与方法

    血气分析,真空热干燥法测定肺组织湿干(W/D)比值;病理观察;原位杂交法测定TNFα、IL-8 mRNA表达。TNFαcDNA、IL-8 cDNA探针采用宝灵曼的地高辛标记检测试剂盒进标记,组织取材,切片和原位杂交均参照文献[3]的方法,ELISA法测定肺组织匀浆TNFα、IL-8含量,ELISA试剂盒购自第四军医大学免疫教研室,按试剂盒说明书进行。
, 百拇医药
    1.3 统计学分析

    用±s表示,采用t检验或方差分析。

    2 结果

    2.1 动脉氧分压和W/D比值的变化

    内毒素注射4h后PaO2显著降低,而W/D则于LPS注射后2 h显著增加,654-2干预后PaO2降低和W/D升高幅度显著减少,见表1。

    2.2 病理观察

    LPS致伤6 h后,肺组织肿胀,表面见散在淤血,光镜下见肺间质及肺泡腔水肿,渗出,出血,粒细胞浸润,654-2干预后病理改变减轻,见图1、2。
, http://www.100md.com
    图1 LPS致伤6 h大鼠肺组织病理切片(HE×200)

    Fig 1 Pathological changes of rat lung tissue treated

    with LPS for 6 h (HE×200)

    图2 LPS+654-2干预6 h大鼠肺病理切片(HE×200)

    Fig 2 Pathological changes of rat lung tissue treated

    with LPS and 654-2 for 6 h (HE×200)

    2.3 肺组织细胞TNFα、IL-8 mRNA表达变化
, 百拇医药
    LPS致伤1 h后TNFα mRNA见最强阳性信号,而IL-8 mRNA最强阳性表达则见致伤后4 h,见图3、4。654-2干预后相应时点的mRNA表达阳性信号减弱,肺组织湿干比值减少见表2。

    图3 LPS致伤6 h大鼠肺组织TNF-α原位杂交照片 (HE×200)

    Fig 3 In situ hybridization of TNF-α in rat lung tissue

    treated with LPS for 6 h (HE×200)

    图4 LPS致伤6 h大鼠肺组织IL-8原位杂交照片 (HE×200)
, http://www.100md.com
    Fig 4 In situ hybridization of IL-8 in rat lung tissue

    treated with LPS for 6 h (HE×200)

    表1 654-2对LPS致伤ALI大鼠PaO2的影响(±s)

    Tab 1 Effect of 654-2 on PaO2 in LPS inducedALI rats(±s) Group

    LPS-induced

    654-2 treated
, 百拇医药
    Control(n=6)

    11.95±1.48

    12.13±0.48

    1 h(n=6)

    11.25±1.30

    11.75±0.56

    2 h(n=6)

    10.77±0.78

    11.40±0.75

    4 h(n=6)

    9.40±0.60
, 百拇医药
    11.31±0.55△*

    6 h(n=6)

    9.02±0.97

    9.78±0.62△*

    △:P<0.05 vs control;*:P<0.05 vs LPS-induced表2 654-2对ALI大鼠肺组织W/D比值的影响(±s)

    Tab 2 Effect of 654-2 on W/D in LPS induced

    ALI rats(±s) Group
, 百拇医药
    W/D

    LPS 6 h(n=6)

    4.93±0.39△△

    654-2 6 h(n=6)

    4.71±0.28△*

    Control (n=6)

    4.56±0.15

    △:P<0.05, △△:P<0.01 vs control;

    *:P<0.05,**:P<0.01 vs LPS-induced

    2.4 肺组织匀浆TNFα、IL-8水平的变化
, http://www.100md.com
    LPS致伤后TNFα、IL-8水平均显著升高,分别于致伤后1、4 h达到峰值,654-2干预后显著抑制TNFα、IL-8的升高水平,见表3。

    表3 654-2对ALI大鼠肺组织中TNFα、IL-8 mRNA表达的影

    Tab 3 Effects of 654-2 on the expression of TNFα,IL-8 mRNA in lung tissue LPS induced ALI rats Group

    TNFα mRNA

    IL-8 mRNA

    LPS 1 h()
, 百拇医药
    ±(-~±)

    LPS/654-2 1 h(+~)

    -

    LPS 4 h

    +(-~+)()

    LPS/654-2 4 h

    ±(-~±)(+~)
, 百拇医药
    Control

    -

    -

    -:Negativity;+:Low postivity;:Positivity;:Moderate positivity;:Intensive positivity表4 LPS致伤+654-2干预对肺组织匀浆TNFα、IL-8

    水平的影响(ρB/ng.ml-1±s)

    Tab 4 Effect of 654-2 on TNFα,IL-8 level in lung tissue of

    with LPS induced ALI rats (ρB/ng.ml-1±s)
, 百拇医药
    TNFα

    IL-8

    LPS

    654-2 treatment

    LPS

    654-2 treatment

    Control

    39.8±31.5

    176.9±11.1

    1 h

    1784.6±190.8△△

    1370.9±175.2△△★★
, 百拇医药
    349.0±157.3△△

    222.2±13.2△△★★

    2 h

    1604.4±167.6△△

    995.6±250.7△△★★

    1505.3±95.5△△

    907.1±151.8△△★★

    8 h

    538.7±119.4△△

, 百拇医药     376.7±48.5△△★

    841.7±187.7△△

    600.7±154.6△△★★

    △△:P<0.01 vs control;

    ★:P<0.05,★★:P<0.01 vs LPS-treatment

    3 讨论

    G-菌感染在临床感染中占有重要地位,内毒素是其主要毒性物质。LPS可引起ALI,本实验中,静注LPS后出现PaO2显著降低,W/D显著增多,肺组织病理可见间质、肺泡水肿、渗出、出血,粒细胞浸润,说明LPS致伤(5 mg/kg)可致肺组织急性损伤,LPS致伤同时应用654-2干预后,显著改善ALI大鼠的动脉氧分压和减少肺组织湿干比值,病理观察也发现其减轻肺组织的病理反应和炎症损伤。这与既往有关654-2对ALI的防治作用结果相符。
, 百拇医药
    有研究表明[4,5]:TNFα主要来源于LPS刺激的单核、巨噬细胞等,在各种原因所致的ALI过程中,TNFα主要通过下列途径发挥作用。①诱导其它细胞因子,如IL-1β,IL-6,IL-8等前炎细胞因子产生和释放,造成机体损伤的同时,因可通过再激活炎症效应细胞,释放更多的炎性因子,使炎症信号进一步放大和加强,产生“级联放大”作用;②直接损伤肺血管内皮细胞和肺泡Ⅱ型上皮;③与其它细胞因子相互作用引起肺组织损伤;④激活补体和凝血系统,促进炎症在肺组织中的扩散。本实验的结果显示,大鼠注射LPS后,肺组织TNFα mRNA表达和肺组织匀浆TNFα水平显著升高。TNFα mRNA主要表达于肺泡巨噬细胞,PMN也见表达。于LPS致伤后1 h,表达阳性信号最强;肺组织匀浆TNFα峰值出现于伤后1~2 h ,与文献报道的TNFα出现峰值时间为90 min的结果基本一致。上述结果说明:一方面,同一致伤因素TNFα mRNA表达先于其蛋白合成:另一方面,LPS静注直接产生内毒素血症,通过肺循环,LPS直接刺激肺组织中炎症效应细胞产生TNFα,显示肺组织匀浆TNFα水平与同致伤因素的血清TNFα水平的动态变化相类似。
, 百拇医药
    另有研究发现[6~8]:IL-8主要由受LPS或其它细胞因子作用的单核细胞,巨噬细胞和血管内皮细胞介导产生。IL-8的主要靶细胞是PMN,它通过影响粒细胞的生物活性而参与ALI的发生和发展:诱导PMN趋化进入组织间隙和炎症区域;对PMN强烈趋化同时激活PMN,促进其脱颗粒,产生氧自由基,蛋白酶等介质,直接损伤肺组织细胞;增加PMN对内皮细胞层的穿透力和血管内皮层的通透性,促进PMN跨膜运动和在肺组织的“扣押”。本实验的结果显示:大鼠注射LPS后,肺组织IL-8 mRNA表达及匀浆IL-8水平显著升高,IL-8 mRNA主要表达于肺泡巨噬细胞和PMN,尚见于血管内皮细胞,LPS致伤后2 h始见阳性信号,LPS致伤后4 h阳性信号最强;同时,肺组织匀浆IL-8水平达峰值,在同一因素作用下,IL-8 mRNA表达先于其蛋白表达,符合IL-8表达与转录的时间顺序,与此同时,同一致伤因素,从TNFα IL-8表达及其水平的动态变化中,可以发现TNFα mRNA表达及其蛋白水平峰值出现时间均早于IL-8,提示TNFα产生后可能进一步刺激效应细胞表达和释放IL-8。
, 百拇医药
    654-2具有M受体的拮抗作用,通过解痉,改善微循环而广泛用于抗休克和平滑肌解痉治疗;进一步研究发现,654-2具有拮抗钙内流和抗氧化作用,抑制细胞钙超载和生物膜的脂质过氧化,对组织细胞起保护作用,同时,654-2可抑制休克因子(或炎症介质),如前列腺素,白三烯等产生,因而654-2用于抗休克的同时,也用于各种原因所致的包括ALI在内的MODS防治并取得良好疗效[9]。已知TNFα、IL-8等在炎症细胞因子在诱导ALI中起重要作用。654-2是通过上述固有作用还是其它机制发挥其ALI的防治效果是目前研究的重点。本实验中,654-2可显著抑制LPS致伤时ALI肺组织TNFα mRNA、IL-8 mRNA的表达,降低其肺组织匀浆中的水平。上述结果表明,654-2通过抑制前细胞因子TNFα、IL-8表达而发挥其抗炎效应,达到减轻肺组织的炎症反应和炎症损伤的作用。

    基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(39730210)

    作者简介:郭振辉(1962-),男,福建省晋江市人,博士,主治医师,主要从事急性肺损伤、慢性阻塞性肺病方面的研究,发表论文10篇,现在广州军区总医院呼吸内科,广州 510010。电话:(020)86662205-53555
, http://www.100md.com
    参考文献:

    [1] American college of chest physicians/society of critical care medicine consensus conference: definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis[J]. Crit Care Med,1992,20(6):864-874.

    [2] Sessler C N. Bloomfield G L, Fowler A A. Current concepts of sepsis acute lung injury[J]. Clin Chest Med,1996,17(2):213-235.

    [3] 蔡文琴,王伯氵 云 主编.应用免疫细胞化学与核酸分子杂交技术[M].成都:四川科学技术出版社,1994.403-427.
, http://www.100md.com
    [4] Aggarwal B B, Konr W J, Hass P E, et al. Human TNF: production, purification and characterization[J]. J Biol Chem,1985,260(4):2 345-2 354.

    [5] Allen J N, Herzyk D J. Allen E D, et al. Human whole blood interleukin-1 β production: kinetics, cell source,and comparison with TNF-α[J]. J Lab Clin Med,1992,119(5):534-546.

    [6] Akahoshi T, Endo H, Kondo H, et al. Essential involvement of interleukin-8 in neutrophil recruitment in rabbits with acute experi-mental arthritis induced by lipopolysaccharide and interleukin-1[J]. Lymphokine Cytokine Res,1994,13(2):113-116.
, 百拇医药
    [7] Baggiolini M, Dewald B, Moser B. Interleukin-8 and related chemotactic cytokines-CXC and CC chemokines[J]. Adv Immunol,1994,55:97-179.

    [8] Goodman R B, Strieter R M, Martin D P, et al. Inflammatory cytokines in patients with persistence of the ARDS[J]. Am J Respir Crit Care Med,1996,154(3 pt 1):602-611.

    [9] 诏兆新,李培英,王炫英,等.山羊四毒素休克诱发脂质过氧化作用及654-2对其影响的研究[J].畜牧兽医学报,1998,29(2):179-185.

    收稿日期:1999-09-15;修回日期:1999-12-22, http://www.100md.com