依那西普對(duì)博萊霉素所致小鼠肺纖維化的影響及其機(jī)制

陳 忱 賈曉民 趙 杰

(徐州醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院呼吸科，徐州221002)

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依那西普對(duì)博萊霉素所致小鼠肺纖維化的影響及其機(jī)制

陳 忱 賈曉民①趙 杰

(徐州醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院呼吸科，徐州221002)

目的：觀察依那西普對(duì)博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化的作用及可能機(jī)制。方法：方法將30只SPF級(jí)雄性昆明小鼠隨機(jī)分為3組，即對(duì)照組、模型組、干預(yù)組，每組10只。對(duì)照組小鼠氣管內(nèi)灌注生理鹽水，模型組小鼠氣管內(nèi)灌注博萊霉素5 mg/kg，干預(yù)組小鼠氣管內(nèi)灌注博萊霉素后，3 mg/kg依那西普腹腔注射，一周2次。于造模后28 d處死小鼠，收集肺組織，堿水解法檢測(cè)羥脯氨酸含量；肺組織用4%多聚甲醛固定后，石蠟包埋切片，行HE染色及Masson染色；Western blot法檢測(cè)肺組織NF-κB和磷酸化NF-κB的表達(dá)。結(jié)果：干預(yù)組小鼠肺組織羥脯氨酸含量較模型組明顯下降(P<0.01)；干預(yù)組肺組織炎癥評(píng)分較模型組明顯下降(P<0.01)，肺纖維化評(píng)分較模型組下降(P<0.01)；干預(yù)組肺組織磷酸化NF-κB的表達(dá)下降(P<0.01)。結(jié)論：依那西普可抑制NF-κB的磷酸化，減輕博萊霉素導(dǎo)致的小鼠肺部炎癥程度和纖維化改變，延緩肺纖維化進(jìn)展。

肺纖維化；博萊霉素；依那西普；腫瘤壞死因子α；NF-κB

肺纖維化(Pulmonary fibrosis，PF)是一種漸進(jìn)性發(fā)展的疾病，目前其發(fā)病機(jī)制尚不明確，尚無(wú)明確有效的治療措施[1]。腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor α,TNF-α)能促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)沉積，促進(jìn)纖維化的形成，核因子κB(Nuclear factor-κB,NF-κB)可以參與TNF-α介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程[2]。本實(shí)驗(yàn)用博萊霉素(Bleomycin,BLM)建立小鼠肺纖維化模型，用依那西普(Etanercept,Et)與TNF-α受體結(jié)合，探討依那西普對(duì)肺纖維化的干預(yù)作用及其對(duì)NF-κB的作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 8～10周齡SPF級(jí)雄性昆明小鼠30只，體重為18～22 g，購(gòu)自徐州醫(yī)學(xué)院動(dòng)物中心。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法 將30只小鼠隨機(jī)分為3組，即對(duì)照組、模型組、干預(yù)組，每組10只。小鼠用10%水合氯醛(4 ml/kg)腹腔注射麻醉，固定于操作臺(tái)上，消毒，沿頸部正中切開(kāi)，鈍性分離至暴露氣管，模型組及干預(yù)組給予博萊霉素(5 mg/kg)氣管內(nèi)注入，對(duì)照組注入等量生理鹽水。模型建立后干預(yù)組小鼠給予依那西普3 mg/kg溶于生理鹽水內(nèi)腹腔注射，一周2次，對(duì)照組及模型組給予等量生理鹽水腹腔注射。于造模后第28天腹主動(dòng)脈放血法處死小鼠，收集肺組織標(biāo)本待測(cè)。

1.2.2 觀察指標(biāo) ①肺組織羥脯氨酸含量測(cè)定：精確稱(chēng)量30 mg肺組織，加入裂解液1 ml混勻，95℃水解20 min，流水冷卻后各管加指示劑1滴，加入調(diào)pH甲液1 ml，逐滴加入調(diào)pH乙液至液體變?yōu)辄S綠色，加雙蒸水至10 ml，加入適量活性炭，3 500 r/min離心10 min，取上清液1 ml作檢測(cè)；②肺組織病理學(xué)表現(xiàn)及肺泡炎和纖維化評(píng)分：取小鼠左肺于4%多聚甲醛中固定，石蠟包埋切片，行HE及Masson染色，參照Szapiel等[3]和Ashcroft等[4]的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)肺組織病理切片進(jìn)行肺泡炎癥和纖維化程度進(jìn)行評(píng)分。肺泡炎分為4級(jí)：0級(jí)：無(wú)肺泡炎；1級(jí)：輕度肺泡炎，面積小于全肺的20%；2級(jí)：中度肺泡炎，受累面積占20%～50%；3級(jí)：重度肺泡炎，受累面積大于50%。肺纖維化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)：無(wú)纖維化；1級(jí)：輕度纖維化，受累面積小于全肺20%；2級(jí)：中度纖維化，受累面積占20%～50%；3級(jí)：重度纖維化，受累面積大于50%，肺泡結(jié)構(gòu)紊亂。分別以0、1、2、3分代表0～3級(jí)評(píng)分。③Western blot法檢測(cè)肺組織NF-κB的表達(dá)：肺組織勻漿后提取總蛋白，測(cè)定蛋白濃度，進(jìn)行SDS-PAGE電泳、轉(zhuǎn)膜，封閉液室溫封閉2 h。加入抗磷酸化NF-κB和NF-κB抗體，4℃孵育過(guò)夜，Washing Buffer洗膜3次，每次10 min；加入HRP標(biāo)記的二抗室溫孵育2 h，Washing Buffer洗膜3次，每次10 min。將洗好的PVDF膜放入DCIP/NBT顯色液中避光顯色，應(yīng)用Image-J軟件進(jìn)行圖像分析處理。

1.2.3 藥物與材料 鹽酸博萊霉素(15 mg/支，日本化藥株式會(huì)社)。依那西普(25 mg/支，美國(guó)恩利公司)。Masson三色染色試劑盒、羥脯氨酸檢測(cè)試劑盒(南京建成生物工程有限公司)。NF-κB和P-NF-κB抗體、β-actin山羊抗鼠單克隆抗體(美國(guó)Bioworld公司)。

2 結(jié)果

2.1 小鼠肺組織羥脯氨酸含量 模型組小鼠肺組織羥脯氨酸的含量最高，為(125.61±5.65)μg/mg，對(duì)照組最低，為(34.96±2.88)μg/mg，干預(yù)組為(66.26±3.24)μg/mg。干預(yù)組羥脯氨酸含量明顯低于模型組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；模型組含量高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.2 小鼠肺組織病理學(xué)表現(xiàn)及肺泡炎和纖維化評(píng)分HE和Masson染色觀察：第28天時(shí)，對(duì)照組小鼠肺組織外觀大致正常，鏡下見(jiàn)肺組織肺泡結(jié)構(gòu)完整，未見(jiàn)明顯炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和膠原纖維沉積；模型組可見(jiàn)肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，肺泡內(nèi)可見(jiàn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，成纖維細(xì)胞大量增生，肺泡間隔增厚，肺組織內(nèi)可見(jiàn)斑片狀藍(lán)色膠原纖維沉積；干預(yù)組肺組織結(jié)構(gòu)尚完整，部分肺泡腔變形，肺泡間隔有所增厚，肺纖維化程度明顯好轉(zhuǎn)，未見(jiàn)片狀膠原纖維沉積，見(jiàn)圖1和圖2。

干預(yù)組小鼠炎癥和纖維化評(píng)分較模型組明顯下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，模型組明顯高于對(duì)照組(P<0.01)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。

2.3 依那西普對(duì)NF-κB和P-NF-κB蛋白表達(dá)變化 模型組小鼠肺組織內(nèi)P-NF-κB蛋白表達(dá)明顯高于對(duì)照組(P<0.01)，經(jīng)依那西普干預(yù)后，P-NF-κB的水平較模型組明顯降低(P<0.01)，見(jiàn)圖3。

圖1 各組小鼠肺組織HE染色(×400)Fig.1 HE staining of lung tissue in mice(×400)Note: A.Control group;B.Model group;C.Intervention group.

圖2 各組小鼠肺組織Masson染色(×400)Fig.2 Masson staining of lung tissue in mice(×400)Note: A.Control group;B.Model group;C.Intervention group.

GroupInflammationscoreFibrosisscoreControlgroup00Modelgroup2.50±0.321)2.82±0.151)Interventiongroup1.36±0.191)2)1.25±0.131)2)

Note：Compared with control group,1)P<0.01；compared with model group,2)P<0.01.

圖3 Western blot檢測(cè)各組P-NF-κB的表達(dá)Fig.3 Expression of P-NF-κB in each group by Weste-rn blot

3 討論

肺纖維化病死率高，預(yù)后差，缺乏有效的治療措施，早期診斷和治療是阻斷疾病進(jìn)展的關(guān)鍵。TNF-α為促炎細(xì)胞因子，參與炎癥反應(yīng)的急性期，激活內(nèi)皮細(xì)胞黏附，刺激成纖維細(xì)胞增殖，導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的組織損傷，在組織重構(gòu)中發(fā)揮作用[5]。研究表明，博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化，TNF-α表達(dá)明顯升高，誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子的分泌，如IL-1、IL-2、IL-6、TGF-β等，導(dǎo)致肺纖維化形成[6]。TNF-α可以促進(jìn)纖維母細(xì)胞的增殖分化，通過(guò)TGF-β誘導(dǎo)的途徑促進(jìn)膠原生成，觸發(fā)肺纖維化的產(chǎn)生[7]。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用依那西普競(jìng)爭(zhēng)性阻斷TNF-α與其受體結(jié)合，發(fā)現(xiàn)干預(yù)組小鼠肺組織內(nèi)代表膠原纖維代謝產(chǎn)物的羥脯氨酸含量明顯降低，病理組織切片觀察發(fā)現(xiàn)，與博萊霉素組相比，依那西普使小鼠肺部炎癥程度和纖維化改變明顯減輕，膠原沉積顯著減少，提示依那西普能抑制博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化。

NF-κB是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，可以調(diào)節(jié)許多炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)，與炎癥性疾病的病理過(guò)程有密切關(guān)系。研究表明，TNF-α可以促進(jìn)NF-κB的活化，同時(shí)受NF-κB的調(diào)控，導(dǎo)致炎癥性細(xì)胞因子生成增加，從而引起病理性的損傷[8]。博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化，肺組織的NF-κB表達(dá)增加，也可引起TNF-α mRNA表達(dá)升高，經(jīng)NF-κB反義寡核苷酸干預(yù)后，可以減低NF-κB的活性，從而減輕炎癥反應(yīng)引起的組織損傷和纖維化程度[9]。據(jù)此推測(cè)，NF-κB的活化及其導(dǎo)致的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的失衡，可能在肺纖維化動(dòng)物模型的早期肺損傷過(guò)程中起關(guān)鍵作用，抑制NF-κB的活化，或許可以減輕博菜霉素導(dǎo)致的急性肺損傷，延緩肺纖維化的進(jìn)程。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化，NF-κB蛋白磷酸化激活，經(jīng)依那西普干預(yù)后P-NF-κB蛋白表達(dá)明顯下降，抑制NF-κB的產(chǎn)生和激活，因此，推測(cè)依那西普延緩肺纖維化過(guò)程與抑制NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)。

依那西普可以減輕博萊霉素導(dǎo)致的小鼠肺出血、肺泡炎癥程度、肺泡萎縮和肺間質(zhì)膠原沉積等病理過(guò)程，抑制并延緩肺纖維化的進(jìn)展。其機(jī)制可能與抑制NF-κB磷酸化，從而減輕炎癥反應(yīng)，抑制成纖維細(xì)胞增生有關(guān)。

[1] Raghu G,Collard HR,Egan JJ,etal.An official ATS/ERS/JRS/ALAT statement:idiopathic pulmonary fibrosis:evidence-based guidelines for diagnosis and management[J].Am J Respir Crit Care Med,2011,183(6):788-824.

[2] 衛(wèi)張蕊，周?chē)?guó)鋒，田 瓊.炎癥細(xì)胞和細(xì)胞因子在肺纖維化中作用的研究進(jìn)展[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2005,21(Suppl):S85-S87.

[3] Szapiel SV,Elson NA,Fulmer JD,etal.Bleomycin-induced interstitial pulmonary disease in the nude,athymic mouse[J].Am J Rev Respir Dis,1979,120(4):893-899.

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[收稿2015-07-25 修回2015-08-21]

(編輯 許四平)

Effect and mechanism of etanercept on pulmonary fibrosis in mice induced by bleomycin

CHEN Chen,JIA Xiao-Min,ZHAO Jie.Department of Respiratory Disease，the Second Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College，Xuzhou 221002,China

Objective:To observe the effect of etanercept on bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice and its possible mechanisms.Methods: Thirty male SPF Kun ming mice were randomly assigned to control group(intratracheal saline injection)or model group(intratracheal injection of bleomycin 5 mg/kg)or intervention group(intratracheal bleomycin injection followed by etanercept 3 mg/kg intraperitoneal administration twice a week)(n=10 group).Lung tissue were taken after the sacrifice of the mice with 28 days of molding.The content of hydroxyproline of the right lung samples was measured by alkaline hydrolysis method,while the left lungs were fixed in 4% paraformaldehyde and embedded in paraffin with the sections stained with hematoxylin-eosin or Masson′s trichrome for pathological examination．Total tissue protein was extracted from lung homogenates to detect the expression of NF-κB and phosphorylation of NF-κB(P-NF-κB) by Western blot.Results: The content of hydroxyproline in lung tissue of mice of intervention arm was decreased significantly compared with the model arm(P<0.01).The alveolar structure of the intervention arm maintained integrity with alveolar septum slightly thickened.The inflammation and fibrosis scores were decreased significantly with noticeable greater improvement of pulmonary fibrosis than the model arm(P<0.01).In addition,the protein phosphorylation of NF-κB in the lung tissues was remarkably decreased in the intervention arm(P<0.01).Conclusion: Etanercept can inhibit the phosphorylation of NF-κB and reduce lung inflammation and fibrosis caused by bleomycin in mice,which may be useful in the treatment of pulmonary fibrosis.

Pulmonary fibrosis;Bleomycin；Etanercept;Tumor necrosis factor-α;NF-κB

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.04.007

陳 忱(1989年-)，女，碩士，主要從事肺間質(zhì)方面研究，E-mail:354016903@qq.com。

R563.1

A

1000-484X(2016)04-0483-03

①通訊作者，E-mail:18305206090@163.com。