地塞米松對支氣管哮喘大鼠氣道重塑及IL-8的影響

李江波 薄建萍 張朝薔

[摘要] 目的 探討支氣管哮喘大鼠氣道重塑與其血清白介素-8（IL-8）表達(dá)的關(guān)系以及地塞米松的干預(yù)作用。 方法 以卵白蛋白（OVA）致敏并吸入激發(fā)制備大鼠哮喘模型。采用計(jì)算機(jī)圖像分析系統(tǒng)及免疫組化技術(shù)結(jié)合，測定對照組（C）、模型組（N）、地塞米松早期干預(yù)組（E）、地塞米松晚期干預(yù)組（L）大鼠氣道形態(tài)學(xué)參數(shù)及血清IL-8含量。 結(jié)果 E組、L組、N組大鼠出現(xiàn)氣道重塑。其中E組氣道重塑程度及IL-8含量較輕、N組較重、L組居中，各組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05）。 結(jié)論 IL-8與支氣管哮喘大鼠氣道重塑程度呈正相關(guān)；地塞米松可抑制氣道重塑，并且可能通過下調(diào)IL-8的表達(dá)干預(yù)氣道重塑。

[關(guān)鍵詞] 地塞米松；支氣管哮喘；氣道重塑；IL-8

[中圖分類號] R562.2+5[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1673-9701（2012）12-0015-02

支氣管哮喘以慢性氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性、氣道阻塞為特點(diǎn)[1]。但是，如哮喘沒有給予恰當(dāng)治療時會導(dǎo)致永久性的不可逆的氣道結(jié)構(gòu)改變進(jìn)而引起氣道重塑[2]。目前，關(guān)于氣道重塑在哮喘發(fā)病中的作用日益受到重視，被認(rèn)為是引起不可逆性呼吸阻塞和難治性哮喘的病理基礎(chǔ)和重要原因之一[3]。IL-8是細(xì)胞因子亞家族CXC趨化因子家族中的一個組成成分。IL-8趨化中性粒白細(xì)胞、單核細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞向炎癥、損傷及感染部位遷移。IL-8誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)改變，胞吐存儲蛋白，引發(fā)呼吸爆發(fā)，導(dǎo)致超氧負(fù)離子和過氧化氫的釋放[4]。有研究推測哮喘的發(fā)病中IL-8以某種方式直接作用于氣道平滑肌細(xì)胞導(dǎo)致氣道反應(yīng)性增高并致氣道重塑[4]。本文旨在觀察血清IL-8與氣道重塑的關(guān)系以及地塞米松的干預(yù)作用，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

動物：SPF級Wistar雄性大鼠40只（山西醫(yī)科大學(xué)生理動物實(shí)驗(yàn)室提供），2～3月齡，體重（170±10）g。雞卵清白蛋白（ovalbumin，OVA，Grade Ⅱ）（美國Sigma公司）；氫氧化鋁[Aluminum hydroxide，Al（OH）3]（天津化學(xué)試劑三廠）；IL-8 ELISA試劑盒（美國ZYMED公司分裝）。彩云JWC201D型霧化器（鞍山市同信醫(yī)用儀器廠）；BH-2型光學(xué)顯微鏡（日本Olympus公司）；LY-WN-HP SUPER CCD萬能成像裝置（成都勵揚(yáng)精密機(jī)電有限公司）；BI-2000醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)（成都泰盟科技公司）；TGL-16G型臺式高速冷凍離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）。

1.2 方法

40只大鼠隨機(jī)分為正常對照組、哮喘模型組、激素早期干預(yù)組、激素晚期干預(yù)組，每組10只。制備哮喘大鼠模型。模型組和激素早、晚期干預(yù)組于實(shí)驗(yàn)第1、8天腹腔注射抗原溶液（OVA 100 mg、Al（OH）3干粉100 mg溶于1 mL生理鹽水）進(jìn)行致敏，14 d后用1%的OVA溶液超聲霧化持續(xù)20 min誘發(fā)哮喘，以出現(xiàn)點(diǎn)頭運(yùn)動、腹肌收縮、兩便失禁為哮喘發(fā)作標(biāo)志，每天1次，持續(xù)8周。而激素早、晚干預(yù)組分別在實(shí)驗(yàn)第15、30天時于霧化前1 h腹腔注射地塞米松0.5 mg/kg；正常對照組以生理鹽水代替OVA腹腔注射及霧化吸入。以上各組動物均于最后一次激發(fā)后24 h內(nèi)處死，右心室取血2 mL，1000 r/min離心15 min，取上清液進(jìn)行分裝，測定IL-8含量。40 g/L多聚甲醛溶液固定右肺中葉組織7 d，行蘇木精-伊紅染色。

1.3 圖像分析

每張切片在光鏡下放大100倍找到完整的支氣管橫斷面，采用圖像分析系統(tǒng)測量基底膜周徑（Pbm）、支氣管總面積（At）、管腔面積（Ac）、平滑肌外緣內(nèi)氣管面積（AMe）、平滑肌內(nèi)緣內(nèi)氣管面積（AMi）。計(jì)算公式：支氣管壁厚度=（At-Ac）/Pbm；平滑肌厚度=（AMe-AMi）；衡量氣道重塑程度[5]。

1.4 檢測血清IL-8含量

應(yīng)用ELISA法測定血清中IL-8的濃度值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析，所有統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)處理在SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件上進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 光鏡組織學(xué)觀察

模型組大鼠氣道壁明顯增厚，管腔變窄，氣道黏膜皺襞增多，上皮細(xì)胞脫落，氣道平滑肌層明顯增厚，黏膜下及管壁大量嗜酸細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤。正常對照組肺組織基本無病理變化，激素早期干預(yù)組較晚期干預(yù)組、模型組病理變化為輕。2.2 各組大鼠血清IL-8濃度

各組大鼠血清中IL-8濃度數(shù)據(jù)由方差分析F = 26.86，P ＜ 0.01，各組間數(shù)據(jù)經(jīng)LSD-t檢驗(yàn)，任何兩組間血清中IL-8濃度之間的差異存在高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.01）。

2.3 各組大鼠支氣管管壁厚度和平滑肌厚度

各組大鼠支氣管壁厚度和平滑肌厚度比較：各組大鼠支氣管壁厚度數(shù)據(jù)由方差分析F = 126.88，P ＜ 0.01，各組間數(shù)據(jù)經(jīng)LSD-t檢驗(yàn)，任何兩組間支氣管壁厚度之間的差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.01）；各組大鼠支氣管平滑肌厚度數(shù)據(jù)方差分析F = 125.47，P ＜ 0.01，各組間數(shù)據(jù)經(jīng)LSD-t檢驗(yàn)，任何兩組間支氣管平滑肌厚度之間的差異存在高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.01）。

2.4 各組大鼠支氣管壁厚度及平滑肌厚度與血清中IL-8的關(guān)聯(lián)性分析

經(jīng)關(guān)聯(lián)性分析可知，血清中IL-8濃度與支氣管壁厚度及平滑肌厚度呈線性趨勢，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為r = 0.94（t = 17.30，P ＜ 0.01）、r = 0.92（t = 14.90，P ＜ 0.01），表明血清中IL-8濃度與支氣管壁厚度及平滑肌厚度間呈線性正相關(guān)。

3 討論

氣道重塑包括了許多氣道結(jié)構(gòu)組成成分的改變，以纖維增生、肌成纖維細(xì)胞增生、膠原沉積、氣道平滑肌細(xì)胞增生肥大、網(wǎng)狀基底膜的增厚為典型特征[6]。而氣管平滑肌的增生、肥大和遷移是哮喘患者氣道重塑的最基本特征[7]。其結(jié)果是產(chǎn)生持續(xù)性的氣道高反應(yīng)性和不可逆性氣流阻塞，使哮喘慢性化、頑固化直至肺功能下降，致使哮喘患者的生活質(zhì)量嚴(yán)重下降。有研究顯示，IL-8可能通過特定的CXC受體激活氣道平滑肌細(xì)胞并引起其收縮和遷移，這些作用于平滑肌上的效應(yīng)會促進(jìn)氣道的過度狹窄和重塑[4]。

本實(shí)驗(yàn)中可以看出，與正常對照組相比，模型組的氣道壁及平滑肌厚度明顯增厚，存在氣道重塑，IL-8濃度值也明顯增高；而地塞米松早、晚期干預(yù)組以上指標(biāo)均較模型組明顯改善；另外，IL-8濃度值隨著氣道重塑程度的加重呈上升趨勢，統(tǒng)計(jì)分析示IL-8與哮喘氣道重塑嚴(yán)重程度呈線性正相關(guān)。證實(shí)了IL-8與哮喘氣道重塑密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示IL-8可能是導(dǎo)致氣道重塑的重要原因。

糖皮質(zhì)激素是目前作為治療哮喘的一線用藥。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)除正常對照組外，其余各組支氣管哮喘大鼠均出現(xiàn)不同程度的氣道重塑，病理學(xué)檢測均出現(xiàn)不同程度的炎癥浸潤，表明氣道重塑在哮喘早期即發(fā)生，并隨病程進(jìn)展而加重，參與了哮喘的整個慢性炎癥過程。應(yīng)用糖皮質(zhì)激素進(jìn)行干預(yù)后，其氣道重塑及血清中IL-8的水平明顯較對照組輕，其中早期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素干預(yù)其上述指標(biāo)均比晚期干預(yù)效果佳。表明糖皮質(zhì)激素可以有效抑制哮喘氣道重塑及IL-8的表達(dá)，其可能通過下調(diào)IL-8的表達(dá)干預(yù)氣道重塑。另外，早期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素可能通過抑制哮喘的炎癥過程繼而影響氣道重塑的進(jìn)一步發(fā)展。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)通過卵清白蛋白刺激大鼠成功建立了哮喘模型，并提示該模型中大鼠氣道重塑的存在可能是由于IL-8的過度表達(dá)引起。糖皮質(zhì)激素作為治療哮喘的藥物，早期應(yīng)用可以部分抑制氣道重塑，但不能起預(yù)防作用。本課題初步研究IL-8與哮喘氣道重塑的關(guān)系，但是哮喘氣道重塑是一個多介質(zhì)、多因子參與的復(fù)雜的病理生理過程，其具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步深入研究。