肺寧顆粒對放射性肺損傷大鼠細胞因子表達的影響

石磊，穆懿，馬虎，李列，柏玉舉△，陳紅

(1.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 胸部腫瘤科，貴州 遵義 563003；2.貴州省生物治療人才基地，貴州 遵義 563003；3.安順市人民醫(yī)院 腫瘤科，貴州 安順 561000)

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肺寧顆粒對放射性肺損傷大鼠細胞因子表達的影響

石磊1,2，穆懿1,2，馬虎1,2，李列1,2，柏玉舉1,2△，陳紅3

(1.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 胸部腫瘤科，貴州 遵義 563003；2.貴州省生物治療人才基地，貴州 遵義 563003；3.安順市人民醫(yī)院 腫瘤科，貴州 安順 561000)

目的 探討肺寧顆粒防治大鼠急性放射性肺損傷(radiation induced lung injur，RILI)及對細胞因子轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)、白介素-1(interleukin-1,IL-1)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)的影響。方法 選取105只雌性SD大鼠，根據(jù)隨機數(shù)字表法將大鼠分成7組，分別為正常組、模型組、地塞米松組(陽性藥物)、肺寧顆粒低劑量組、肺寧顆粒中劑量組、肺寧顆粒高劑量組、肺寧顆粒預防組，每組各15只。除去正常組，余各組均全胸接受X線單次照射15 Gy，DT30Gy/2f/1w。肺寧顆粒預防組于放射治療前1周起開始灌胃肺寧顆粒；余組在照射后48 h起灌胃。于2、4、6周分別采用隨機法每組取出5只大鼠，處死后取右肺，采用免疫組化法檢測放療后不同時段各組大鼠肺組織TGF-β1、IL-1、IL-6的含量。結(jié)果 放療后第2、4、6周模型組大鼠肺組織TGF-β1、IL-1、IL-6強表達，顯著高于正常組 (P<0.05)。經(jīng)肺寧顆粒干預后各時間點大鼠肺組織中TGF-β1、IL-1、IL-6表達顯著低于同時點模型組(P<0.05)，且呈一定濃度依賴性。但肺寧顆粒高、中、低劑量組TGF-β1、IL-1、IL-6表達均不同程度高于地塞米松組(P<0.05)，而肺寧顆粒預防組上述指標表達低于地塞米松組(P<0.05)。結(jié)論 肺寧顆粒能夠通過降低TGF-β1、IL-1、IL-6的表達防治放射性肺損傷。肺寧顆粒各治療組療效不如地塞米松，但肺寧顆粒預防的療效優(yōu)于地塞米松。

放射性肺損傷；肺寧顆粒；轉(zhuǎn)化生長因子-β1；白介素-1；白介素-6

肺是一個放射敏感器官，由于在肺癌和其他胸部腫瘤的放療過程中常引發(fā)放射性肺損傷又名放射性肺炎(radiation-induced lung injury，RILI)而限制了其在腫瘤治療中的有效實施，尤其是后期放射性肺纖維化國內(nèi)外目前尚無有效的應(yīng)對治療方法，嚴重影響了腫瘤放療療效和患者生存質(zhì)量，患者常因醫(yī)治無效而死亡。臨床上常規(guī)使用大劑量糖皮質(zhì)激素沖擊治療，然而不良反應(yīng)較大，故探究放射性肺損傷的預防機制是目前臨床上十分關(guān)注的問題。大量的臨床及實驗研究結(jié)果表明[1-3]，對放射性肺損傷機體進行中成藥治療能減輕疾病慢性癥狀，對于促進受體生活質(zhì)量提高，減少死亡現(xiàn)象具有重要意義，因此對中藥防治放射性肺損傷的機制進行研究和探索顯得尤為必要。本研究所選用的中成藥“肺寧顆粒”重要成分為返魂草，中醫(yī)典籍認為返魂草具有溫肺、止咳、下氣、化痰的功能。前期實驗已成功建立大鼠放射性肺損傷模型[4]，并初步證實肺寧顆粒能有效地預防大鼠放射性肺損傷的發(fā)生，但是具體作用機制尚未清楚。目前眾多的研究表明[5-7]，細胞因子的異常釋放和激活是導致放射性肺損傷發(fā)生的重要原因之一，體現(xiàn)在放射性肺損傷發(fā)生的全過程。與放射性肺損傷的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的細胞因子主要有細胞因子轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)、白介素-1(interleukin-1,IL-1)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)等。本研究擬通過免疫組化檢測大鼠肺組織TGF-β1、IL-1、IL-6的表達以探討肺寧顆粒防治放射性肺損傷的可能機制。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物：健康雌性7周齡SPF級SD大鼠105只，購于重慶第三軍醫(yī)大學實驗動物中心，體質(zhì)量(210±20)g。在清潔動物房常規(guī)飼養(yǎng)1周，大鼠飼養(yǎng)環(huán)境溫度22 ℃～24 ℃，濕度40%～70%，自然光照。觀察無異常納入實驗計劃組。

1.1.2 藥物：肺寧顆粒(返魂草，吉林益民堂制藥有限公司，國藥準字：Z22023003)；醋酸地塞米松片(浙江琚制藥股份有限公司，國藥準字：H33020822；產(chǎn)品批號：09072)。24片溶于90 mL蒸餾水中制成濃度為0.2 mg/mL懸液。

1.1.3 儀器： SIMULIX HQ X線模擬定位機(核通公司)，TREAMENT SYSTEM直線加速器(Elekta Precise)，RM2235型病理切片機(萊卡)，ckx 41顯微鏡(Olympus)，F(xiàn)A214型電子天平(上海?？惦娮觾x器廠)。

1.2 方法

1.2.1 動物分組：選取105只成年、雌性SD大鼠，根據(jù)隨機數(shù)字表法隨機分為7組，即正常組、模型組、肺寧顆粒預防組、肺寧顆粒高劑量組、肺寧顆粒中劑量組、肺寧顆粒低劑量組、地塞米松組(陽性藥物)，各組均為15只。

1.2.2 模型建立：按穆懿等[4]方法建立急性放射性肺損傷大鼠模型。全部大鼠同時以7%水合氯醛(2 mL/kg)腹腔注射麻醉，正常組麻醉后不進行照射。余各組將大鼠保持仰臥位，固定在自制的泡沫模具內(nèi)，鉛擋保護頭和腰，于模擬機下定位，行直線加速器6MV-X線行全胸單次照射，照射野上至大鼠前肢兩腋窩中點線，下至劍突水平，照射野4.5 cm×4 cm，源靶距100 cm，照射劑量各組分別為單次全胸15 Gy/次，1周內(nèi)照射2次(周二、周五)結(jié)束，DT30Gy/2f/1w。于遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院腫瘤放療中心進行，照射前加速器室用紫外線照射消毒，照射完常規(guī)飼養(yǎng)。

1.2.3 灌藥方法：藥物用量的計算參照《中藥藥理研究方法學》[8]，根據(jù)成人臨床用量，按大鼠的等效劑量折算系數(shù)，換算為大鼠給藥量。所有藥物均使用蒸餾水溶解，各組均灌胃約2 mL溶液。各組藥物劑量分別為：正常組(蒸餾水)、模型組(蒸餾水)、肺寧顆粒預防組(0.1 g/kg肺寧顆粒溶液)、肺寧顆粒高劑量組(0.2 g/kg肺寧顆粒溶液)、肺寧顆粒中劑量組(0.1 g/kg肺寧顆粒溶液)、肺寧顆粒低劑量組(0.05 g/kg肺寧顆粒溶液)、地塞米松組(1.04 mg/kg地塞米松溶液)。肺寧顆粒預防組大鼠則在照射前7 d開始灌胃，其余各組均在照射后第2天開始灌藥，1天1次，藥物灌胃持續(xù)至處死。每周對大鼠的體質(zhì)量實施1次測量，并依據(jù)體質(zhì)量變化情況實時調(diào)整灌胃的藥量。

1.2.4 取材方法與指標檢測：于2、4、6周3個時間點，各組隨機取5只大鼠。7%水合氯醛2 mL/kg對大鼠進行腹腔麻醉后處死，取大鼠右肺中葉，10%福爾馬林溶液固定24 h，石蠟包埋，5 μm連續(xù)切片，其后行免疫組化檢驗，應(yīng)用酶標二步法對肺組織中相關(guān)指標(TGF-β、IL-1及IL- 6)的表達水平進行檢測。檢測方法如下：

① 脫蠟：將石蠟切片在60 ℃恒溫烤箱中烘烤20 min，后立即放入二甲苯中15 min，再放入二甲苯II中15 min；

② 水化：將肺組織切片取出，在100%無水乙醇中靜置5 min，其后依次在95%、80%及50%乙醇中分別靜置2 min。然后將切片取出，放置在雙蒸餾水浸洗3 min×2次，再用PBS緩沖液漂洗2次后置于3%過氧化氫甲醇閉光10 min，將肺組織切片取出，并將其周圍的液體擦干，最后于濕盒中平放，采用PBS緩沖液漂洗3 min×3次；

③ 修復：肺組織切片靜置于檸檬酸鹽緩沖液中行微波修復，采用中火煮沸后斷電，并在間隔10 min后采用低火行二次煮沸。其后將肺組織切片取出，并將其周圍的液體擦干，于濕盒中平放，待自然冷卻后PBS(pH7.4)洗3次，每次5 min；

④ 封閉：加血清封閉液6%山羊血清于切片組織上置于保濕盒，室溫下30～60 min；

⑤ 加一抗：將肺組織切片取出，并將其周圍的液體擦干，于濕盒中平放，向其內(nèi)滴加稀釋過的一抗(稀釋比例為1:100)，4 ℃過夜；

⑥ 加二抗：取出切片在37 ℃恒溫烤箱中復溫30 min；取出切片，甩掉并擦干組織周圍的液體，平放于濕盒中，用PBS緩沖液漂洗5 min×3次；向組織中滴加稀釋過的二抗(稀釋比例為1:1000)，在室溫下進行孵育，時間60 min，其后靜置在PBS緩沖液中行PBS沖洗，時間5 min，連續(xù)進行3次，最后將肺組織切片取出，并將其周圍的液體擦干，于濕盒中平放。

⑦ 顯色：向肺組織切片中滴加事先準備好的顯色劑，劑量50～100 μL，并于室溫下進行孵育，時間5～30 min，也可在光鏡下對顯色實施控制。待顯色完全后，使用蒸餾水沖洗顯色劑，其后經(jīng)9 min PBS緩沖液沖洗，1 min蘇木素復染，1s1%鹽酸酒精分化及自來水沖洗，氨水返藍，流水沖洗(6 min)等步驟，確保顯色劑完全沖洗干凈。

⑧ 脫水：將肺組織切片依次在50%、80%、100%乙醇中脫水，取出切片置入二甲苯10 min。

⑨ 封片，拍照：對獲得的圖片進行分析，采用Image-Pro Plus 6.0軟件，計算累積光密度值(IOD)。

2 結(jié)果

2.1 不同時期內(nèi)各組大鼠肺組織內(nèi)的TGF-β1表達量比較 結(jié)果顯示放療后第2、4、6周模型組大鼠肺組織TGF-β1在肺泡間隔、細支氣管平滑肌、血管平滑肌、血管內(nèi)皮、血管周圍呈強表達，陽性面積大，與正常組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。經(jīng)肺寧顆粒干預后各時間點大鼠肺組織中TGF-β1表達僅呈弱表達或不表達，陽性面積少，均低于各時點模型組(P<0.05)，且呈一定濃度依賴性。但肺寧顆粒高、中、低劑量組TGF-β1表達均不同程度高于地塞米松組(P<0.05)，而肺寧顆粒預防組上述指標表達低于地塞米松組(P<0.05)。見圖1、表1。

圖1 TGF-β1免疫組化圖(DAB，×200)Fig.1 Immunohistochemical staining of TGF-β1(DAB,×200)

組別2周4周6周正常組335.74±18.3346.70±20.45329.64±17.50模型組535.30±23.9*849.70±30.47*964.70±42.2*地塞米松組450.51±27.31#495.07±10.79#428.90±22.35#肺寧顆粒低劑量組499.75±13.82#△543.45±25.63#△543.88±26.63#△肺寧顆粒中劑量組476.24±31.69#517.91±28.82#454.43±32.78#▲肺寧顆粒高劑量組448.43±32.79#▲509.67±26.99#▲438.63±31.98#▲肺寧顆粒預防組439.83±31.38#▲▽492.67±16.79#▲427.83±24.14#▲

*P<0.05,與正常組比較，compared with normal group；#P<0.05,與模型組比較，compared with model group；△P<0.05,與地塞米松組比較，compared with dexamethasone group；▲P<0.05,與肺寧顆粒低劑量組比較，compared with Feining granule low dose group；▽P<0.05,與肺寧顆粒中劑量組比較，compared with Feining granule middle dose group

2.2 不同時期內(nèi)各組大鼠肺組織內(nèi)的IL-1表達檢測 結(jié)果顯示放療后第2、4、6周模型組大鼠肺組織IL-1在肺泡間隔、細支氣管平滑肌、血管平滑肌、血管內(nèi)皮、血管周圍呈強表達，陽性面積大，與正常組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。經(jīng)肺寧顆粒干預后各時間點大鼠肺組織中IL-1表達僅呈弱表達或不表達，陽性面積少，均低于各時點模型組(P<0.05)，且呈一定濃度依賴性。但肺寧顆粒高、中、低劑量組IL-1表達均不同程度高于地塞米松組(P<0.05)，而肺寧顆粒預防組上述指標表達低于地塞米松組(P<0.05)。見圖2、表2。

圖2 IL-1免疫組化圖(DAB，×200)Fig.2 Immunohistochemical staining of IL-1(DAB,×200)

組別2周4周6周正常組450.19±39.41544.28±29.93523.35±64.99模型組994.60±92.11*1105.90±104.59*1427.60±113.56*地塞米松組660.88±13.62#859.02±22.99#646.16±26.58#肺寧顆粒低劑量組862.51±31.17#△946.24±16.04#△980.49±20.47#△肺寧顆粒中劑量組795.96±75.11#△866.98±33.66*▲754.05±21.96#△▲肺寧顆粒高劑量組758.06±25.67#△▲852.95±20.11#▲729.44±21.96#△▲肺寧顆粒預防組671.10±59.14#▲▽▼849.15±27.51#▲685.95±84.48#▲

*P<0.05,與正常組比較，compared with normal group；#P<0.05,與模型組比較，compared with model group；△P<0.05,與地塞米松組比較，compared with dexamethasone group；▲P<0.05,與肺寧顆粒低劑量組比較，compared with Feining granule low dose group；▽P<0.05,與肺寧顆粒中劑量組比較，compared with Feining granule middle dose group；▼P<0.05,與肺寧顆粒高劑量組比較，compared with Feining granule high dose group

2.3 不同時期內(nèi)各組大鼠肺組織內(nèi)的IL-6的表達量檢測 結(jié)果顯示放療后第2、4、6周模型組大鼠肺組織IL-6在肺泡間隔、細支氣管平滑肌、血管平滑肌、血管內(nèi)皮、血管周圍呈強表達，陽性面積大，與正常組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。經(jīng)肺寧顆粒干預后各時間點大鼠肺組織中IL-6表達僅呈弱表達或不表達，陽性面積少，均低于各時點模型組(P<0.05)，且呈一定濃度依賴性。但肺寧顆粒高、中、低劑量組IL-6表達均不同程度高于地塞米松組(P<0.05)，而肺寧顆粒預防組上述指標表達低于地塞米松組(P<0.05)。見圖3、表3。

圖3 IL-6免疫組化圖(DAB，×200)Fig.3 Immunohistochemical staining of IL-6(DAB,×200)

組別2周4周6周正常組555.45±55.55586.61±53.20580.78±34.97模型組920.60±20.00*1058.10±40.6*1201.20±121.90*地塞米松組834.55±19.65#842.30±20.36#561.72±54.27#肺寧顆粒低劑量組908.55±43.33△990.73±24.59#△989.53±22.89#△肺寧顆粒中劑量組858.55±35.67#▲979.13±39.70#△850.15±44.98#▲△肺寧顆粒高劑量組822.55±16.95#▲965.13±37.23#△830.45±37.93#▲△肺寧顆粒預防組753.49±18.20#△▲▽▼846.9±20.45#▲▽572.32±50.95#▲▽▼

*P<0.05,與正常組比較，compared with normal group；#P<0.05,與模型組比較，compared with model group；△P<0.05,與地塞米松組比較，compared with dexamethasone group；▲P<0.05,與肺寧顆粒低劑量組比較，compared with Feining granule low dose group；▽P<0.05,與肺寧顆粒中劑量組比較，compared with Feining granule middle dose group；▼P<0.05,與肺寧顆粒高劑量組比較，compared with Feining granule high dose group

3 討論

放射性肺損傷是惡性胸部腫瘤在接受放射照射治療后出現(xiàn)的常見治療并發(fā)癥。RILI存在多細胞-因子的級聯(lián)效應(yīng)，多種細胞因子參與其中，其中被研究證實最為密切的包括2類[9-10]：第一類為調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)代謝、促進成纖維細胞增殖分化的轉(zhuǎn)化生長因子-β，JGF-β第二類為介導炎性反應(yīng)的白介素-1、白介素-6及腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)。TGF-β作為重要的生長因子之一，其檢測值增高預示著放射性肺損傷的發(fā)生[11]。Madani I[12]通過對臨床肺癌放療患者血漿TGF-β含量的研究，發(fā)現(xiàn)其持續(xù)升高常存在于放療結(jié)束時發(fā)生放射性肺損傷的患者中，因此提出了用TGF-β作為放射性肺損傷的危險預測因子。IL是由巨噬細胞分泌的多肽類細胞因子，尤其是IL-1和IL-6 2者既是炎癥性細胞因子，也是重要的免疫調(diào)節(jié)因子，都通過免疫細胞介導發(fā)熱和調(diào)節(jié)免疫及纖維化應(yīng)答，能夠刺激成纖維細胞的增殖和膠原合成，從而促進肺纖維化形成。

在前期療效觀察研究中經(jīng)胸部CT、HE染色結(jié)果證實肺寧顆粒能明顯減輕模型大鼠肺組織炎癥、肺水腫，且照射后6周的療效明顯優(yōu)于激素；而預防藥物干預的效果優(yōu)于治療，治療中的高、中劑量用藥優(yōu)于低劑量?；诜螌庮w粒對大鼠急性放射性肺損傷的有較好防治效果，其防治RILI是否也與細胞因子TGF-β1、IL-1、IL-6有關(guān)。本實驗通過免疫組化法檢測不同時相各組大鼠肺組織TGF-β1、IL-6、IL-1的表達量，結(jié)果顯示放療后第2、4、6周模型組大鼠肺組織TGF-β1、IL-6、IL-1在肺泡間隔、細支氣管平滑肌、血管平滑肌、血管內(nèi)皮、血管周圍呈強表達，陽性面積大，與正常對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05) ,說明放射性肺損傷小鼠模型建立成功。肺寧顆粒高劑量組、中劑量組、低劑量組、地塞米松治療組各種炎性因子也一樣呈弱表達或不表達，均低于模型組(P<0.05)，說明上述干預措施均能不同程度減輕放療后肺損傷。地塞米松治療組各時間點TGF-β1、IL-6、IL-1表達均高、中、低劑量組(P<0.05)，說明地塞米松的療效可能優(yōu)于肺寧顆粒產(chǎn)品劑量組，但是沒有肺寧顆粒預防組的療效佳，提前使用肺寧顆粒預防能夠減少炎性因子的釋放，從而減輕放療后肺組織損傷。以上結(jié)果說明肺寧顆?？梢越档痛笫蠓谓M織TGF-β1、IL-6、IL-1的表達量，且呈一定濃度依賴性關(guān)系，從而減少肺組織的炎性滲出，最終降低放射性肺損傷的發(fā)生，肺寧顆粒對放射性肺損傷有防治作用。

綜上所述,肺寧顆粒具有防治大鼠急性放射性肺損傷的作用，預防效果優(yōu)于激素，但治療效果較之略差。值得注意的是，肺寧顆粒是中成藥物，其毒副反應(yīng)低，相較于激素而言，其臨床運用前景較廣。其防治急性放射性肺損傷的機制可能與降低肺組織中的TGF-β1、IL-1、IL-6細胞因子表達有關(guān)，是否還與其他因素有關(guān)待進一步的研究。

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(編校：王儼儼)

Effect of Feining granule on expression of cytokines in rats with radiation-induced lung injury

SHI Lei1,2, MU Yi1,2, MA Hu1,2, LI Lie1,2, BAI Yu-ju1,2Δ, CHEN Hong3

(1.Department of Thoracic Cancer, Affiliated Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi 563003, China; 2.Talent Base of Biotherapy in Guizhou Province, Zunyi 563003, China; 3.Department of Oncology, People’s Hospital of Anshun City, Anshun 561000, China)

ObjectiveTo investigate Feining granule on prevention and treatment of rat with radiation-induced lung injur (RILI) and its effect on cytokine transforming growth factor-β1(TGF-β1), interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6).Methods105 SD female rats were selected, according to random number table, and divided into seven groups: normal group, model group, dexamethasone group(positive drug), Feining granule low-dose group (FN low-dose group), FN medial-dose group, FN high-dose group and FN prevention group, 15 rats in each group. Except for normal group, all remaining groups received the X-ray irradiation of 15Gy, DT30Gy/2f/1w. FN prevention group were intragastric infused with FN granule one week before irradiation, and the other groups 48 h after irradiation. Five rats were sacrificed randomly at 2, 4, 6 weeks respectively, and right lung tissues were taken out. The contents of TGF-β1, IL-1 and IL-6 were detected by immunohistochemical method.ResultsTGF-β1, IL-1 and IL-6 contents in lung tissue of model group at 2, 4, 6 weeks were higher than those of normal group (P<0.05). The above indicators after treated by Feining granule were lower than those of model group at each time (P<0.05),with a concentration-dependence manner to some extent.The above indicators in FN high-, medial- and low-dose group were higher than those in dexamethasone group (P<0.05), to some extent. However, the above indicators in FN prevention group were lower than those in dexamethasone group (P<0.05).ConclusionFeining granule could prevent and cure radiation induced lung injury through decreasing TGF-β1, IL-1 and IL-6 content. The efficacy of dexamethasone is stronger than FN treatment groups, but is weaker than FN prevention.

radiation-induced lung injury; Feining granule; transforming growth factor-β1; interleukin-1; interleukin-6

貴州省中醫(yī)藥管理局(QZYY2010-66)

石磊，男，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：肺癌放射治療的基礎(chǔ)與臨床研究，E-mail：sl4772@sina.com；柏玉舉，通訊作者，男，教授，碩士生導師，研究方向：胸部腫瘤放射治療的基礎(chǔ)與臨床研究，E-mail：byj6618@163.com。

R563.1

A

1005-1678(2015)08-0023-05