信陽毛尖茶水提物緩解PM2.5致大鼠肺損傷的研究

劉建軍，李美鳳，張靜，田麗麗，鄧燕莉，林海燕，黃建安*，劉仲華*

信陽毛尖茶水提物緩解PM2.5致大鼠肺損傷的研究

劉建軍1,2,3，李美鳳3，張靜1,2,3，田麗麗1,2,4，鄧燕莉1,2,3，林海燕1,2，黃建安1,2*，劉仲華1,2*

1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點實驗室，湖南 長沙 410128；2. 國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410128；3. 貴州大學(xué)茶學(xué)院，貴州 貴陽 550025；4. 山東省果樹研究所，山東 泰安 271000

以健康雄性SD大鼠為試驗對象，信陽毛尖茶水提物為受試物，氣管滴注PM2.5（Fine particulate matter）懸浮液建立慢性肺損傷模型，研究信陽毛尖茶水提物對滴注PM2.5大鼠體重增長率、肺組織形態(tài)學(xué)、肺組織病理學(xué)的影響，并對大鼠血清和支氣管肺泡灌洗液（BALF）的生化指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果表明，信陽毛尖茶水提物一定程度上具有拮抗PM2.5導(dǎo)致的大鼠體重增長率降低以及肺部損傷等作用；此外，信陽毛尖茶水提物可有效阻止大鼠血清和BALF中白細(xì)胞介素-1（IL-1）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-（TNF-）、免疫球蛋白G（IgG）含量和乳酸脫氫酶（LDH）活性上升，以及超氧化物歧化酶（SOD）活性的下降，其效果與濃度呈良好的劑量關(guān)系。

信陽毛尖茶；緩解；PM2.5；氣管滴注；肺損傷

PM2.5指微粒物質(zhì)（Particulate matter，PM）中空氣動力學(xué)粒徑＞0.1?μm且≤2.5?μm的一類物質(zhì)，又稱細(xì)顆粒物，該類物質(zhì)具有體積小、質(zhì)量輕、傳播距離遠(yuǎn)、易吸附或攜帶其他有毒物質(zhì)或病菌等特點。近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和機(jī)動車數(shù)量的不斷攀升，很多地方出現(xiàn)了霧霾天氣。高濃度的PM2.5能夠引發(fā)哮喘、慢性阻塞性肺部疾病、心血管疾病等[1-6]。因此，霧霾問題逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，有關(guān)霧霾的致病機(jī)理及預(yù)防措施等研究逐漸受到重視。

茶是當(dāng)今世界三大無酒精飲料之一，大量研究表明，茶葉具有抗氧化、清除自由基等作用[7-11]，但是，有關(guān)茶葉預(yù)防因PM2.5致肺損傷的報道較少。本研究以信陽毛尖茶水提物為原料，選用SD大鼠為實驗動物，通過滴注PM2.5建立慢性肺損傷模型，探討信陽毛尖茶水提物是否具有緩解PM2.5致肺損傷的功能，以期為茶類新產(chǎn)品的研發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗茶葉

信陽毛尖，購自信陽毛尖集團(tuán)有限公司，原料為一芽一葉，生產(chǎn)日期為2015年4月9日。

1.1.2 實驗動物

健康雄性6周齡SD大鼠，96只，體質(zhì)量為180～200?g，購自湖南省斯萊克景達(dá)實驗動物有限公司，許可證號：SCXK（湘）2013-0004。在無特定病原體環(huán)境下飼養(yǎng)，自由飲水和進(jìn)食基礎(chǔ)飼料，室溫25℃。

1.1.3 試劑

白細(xì)胞介素-1（Interleukin-1，IL-1）、白細(xì)胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-（Tumor necrosis factor-，TNF-）、免疫球蛋白G（Immunoglobulin G，IgG）、乳酸脫氫酶（Lactate dehydrogenase，LDH）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、BCA蛋白濃度測定試劑盒，均購自武漢華美生物工程公司。氯仿、異丙醇、甲醇、乙醇等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 主要設(shè)備與儀器

PM2.5便攜式采樣器（美國Airmetrics公司）、Modulyod-230型冷凍干燥機(jī)（美國Thermo公司）、Buchi R-200旋轉(zhuǎn)濃縮儀（瑞士Buchi公司）、Thermo Scientific Varioskan Flash 酶標(biāo)儀（美國Thermo公司）、Leica DM2000生物顯微鏡（德國徠卡公司）、Mikro 22R型臺式冷凍離心機(jī)（德國Hettich公司）等。

1.3 試驗方法

1.3.1 信陽毛尖茶水提物制備方法

稱取一定質(zhì)量樣品，粉碎后過80目篩，按1∶10茶水質(zhì)量比沸水浴兩次浸提（時間分別為40?min和30?min），經(jīng)粗濾、精濾、濃縮、冷凍干燥制成茶粉，密封包裝，–20℃保存?zhèn)溆?。制備水提物的茶樣中咖啡堿含量、總兒茶素含量、茶多酚總量、水浸出物和游離氨基酸總量分別為(4.81±0.08)%、(13.70±0.05)%、(18.63±0.21)%、(42.58±0.47)%、(3.15±0.09)%。

1.3.2 PM2.5的采集與處理

PM2.5采集地點為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心頂樓，通過PM2.5便攜式采樣器24?h連續(xù)采集PM2.5，采樣濾膜為直徑47?mm、孔徑0.7?μm的玻璃纖維濾紙，24?h更換1次，采樣時間為5月16日—7月15日。

PM2.5懸浮液制備：將富集PM2.5的玻璃纖維濾紙裁剪成約1?cm2的小碎片，超純水洗脫，超聲振蕩兩次，每次40?min，收集兩次的洗脫液，4℃下1?200?r·min-1離心15?min（可視情況多離心幾次），收集下層PM2.5懸浮液，進(jìn)行真空冷凍干燥，稱重后–20℃冰箱保存?zhèn)溆?。大鼠滴注前用滅菌生理鹽水配成試驗所需的濃度。

1.3.3 動物試驗方法

大鼠以灌胃方式給予信陽毛尖茶水提物，根據(jù)徐湘婷等[12-13]研究，同時參考茶葉吸收試驗人體推薦量（0.167?g·kg-1·d-1）[14]。試驗設(shè)高劑量組為人體推薦量的20倍（3.34?g·kg-1·d-1）、中劑量為人體推薦量的10倍（1.67?g·kg-1·d-1）、低劑量為人體推薦量的5倍（0.84?g·kg-1·d-1），另設(shè)空白對照組，每日給予等體積純凈水。

PM2.5濃度的確定：研究表明，大鼠的吸氣量為800?mL·kg-1·min-1，PM2.5在大鼠肺中沉積率約為吸入量的五分之一[15]。2016年執(zhí)行的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，生活區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）PM2.5的24?h平均含量應(yīng)不超過75?μg·m-3，以該臨界值作為大鼠模擬生存環(huán)境中的AQI，大鼠每天沉積在肺中的PM2.5含量為17.3?μg·kg-1，本研究預(yù)試驗發(fā)現(xiàn)PM2.5的滴注濃度在大鼠沉積量的90倍以上，可以造成肺部炎癥，即滴注劑量為1.56?mg·kg-1，因此，本試驗選取該劑量的10倍（16?mg·kg-1）作為PM2.5致大鼠肺損傷的滴注劑量。

實驗動物分組：將SD大鼠隨機(jī)分為5組，每組12只，分別為空白對照組，模型組，信陽毛尖低劑量組，信陽毛尖中劑量組，信陽毛尖高劑量組?？瞻讓φ战M與模型組每天按正常的飲食飼養(yǎng)。

PM2.5肺損傷模型的建立：SD大鼠灌胃信陽毛尖茶水提物4周后，于試驗29?d開始造模，空白對照組氣管滴注150?μL生理鹽水，其余4組氣管滴注150?μL劑量為16?mg·kg-1的PM2.5懸浮液。每周滴注1次，共滴注4次，即在29、36、43、50?d分別染毒1次，最后1次間隔24?h后，處死大鼠，收集所需樣本。氣管滴注參考王廣鶴[16]方法并適當(dāng)修改，具體方法如下：

（1）選用一個透明玻璃罐或塑料罐作為麻醉罐，用棉花或紗布覆蓋麻醉罐底部，將無水乙醚注入罐中（注入量以棉花或紗布不滴出乙醚為適）；（2）抓取欲滴注大鼠，快速密封至麻醉罐中進(jìn)行麻醉，當(dāng)大鼠倒下不動、呼吸較慢、似熟睡狀時，快速從罐中取出，將大鼠上門牙懸掛在鐵架臺的細(xì)繩上，使其自然垂落；（3）一人右手用包有一層薄紗布的鑷子將大鼠舌頭夾住拉出口腔，用左手的拇指和食指輕輕順向拉出舌頭，再用小兒喉鏡從口腔順舌根照射，大鼠聲門清晰可見，另一人左手捏住大鼠鼻子，右手持移液槍快速插入聲門，將藥物滴注至氣管，退出移液槍，繼續(xù)捏鼻3～8?s，使其通過呼吸主動將滴注藥物吸入肺部，若聽到濕啰音，則說明滴注成功；（4）滴注結(jié)束后，繼續(xù)懸掛5～10?s，緩慢轉(zhuǎn)動大鼠，使藥物均勻分布到大鼠肺部。

1.3.4 大鼠樣品采集

支氣管肺泡灌洗液（BALF）的采集：試驗51?d，大鼠腹腔注射12%的水合氯醛，劑量為40?mg·kg-1，眼球取血后處死大鼠，仰臥位固定在自制泡沫板上，解剖大鼠暴露肺部，用線結(jié)扎大鼠右側(cè)肺部，將頸部氣管分開并剝離，用大鼠灌胃針插入左主支氣管下端，固定結(jié)扎，注射器吸取生理鹽水經(jīng)灌胃針緩慢注入肺部，每次注入5?mL，可以觀察到大鼠左側(cè)肺部不斷膨脹，顏色逐漸變白，輕揉大鼠左側(cè)肺部，用注射器緩慢抽取灌洗液后，再一次推入左肺，如此反復(fù)3～5次，抽取灌洗液后，再吸取5?mL的生理鹽水重復(fù)上述操作，將兩次抽取的灌洗液合并，經(jīng)4℃、1?500?r·min-1離心l5?min，吸取上清液放置于–20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

血清樣本的采集：眼球取血5?mL，4℃下3?000?r·min-1離心10?min，分離收集血清，–80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

大鼠肺樣本的采集：不需要肺泡灌洗的SD大鼠，經(jīng)水合氯醛麻醉，眼球取血處死，解剖腹腔，剝離肺部隔膜，用潔凈濾紙擦干肺部表面的血液，放入白瓷盤中，對肺部形態(tài)進(jìn)行觀察記錄并拍照。取大鼠右肺上葉（4?mm×4?mm×4?mm），完全浸泡至10%的中性甲醛中，固定48?h，制作切片，觀察肺部病理變化，其余部分肺組織–80℃冰箱保存。

1.3.5 大鼠體重變化規(guī)律觀察

試驗前4周每4?d稱重一次（灌胃前），精確至0.1?g，記錄數(shù)據(jù)并分析其生長過程中體重的變化規(guī)律。

1.3.6 肺組織切片病理學(xué)觀察

選取大鼠肺樣本制成的切片進(jìn)行肺組織病理學(xué)觀察。

1.3.7 大鼠血清中生化指標(biāo)含量的測定

各組大鼠眼球取血，冰上靜置30?min，在4℃下3?000?r·min-1離心10?min，取上清液，大鼠血清中IL-1、IL-6、TNF-、IgG、LDH、SOD的測定嚴(yán)格按照武漢華美生物工程有限公司提供的試劑盒操作說明書進(jìn)行。

1.3.8 大鼠BALF生化指標(biāo)含量的測定

取放置于–20℃冰箱保存?zhèn)溆玫腂ALF上清液，測定指標(biāo)與方法同1.3.7章節(jié)。

1.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 對滴注PM2.5大鼠體重的影響

由圖1可知，大鼠在造模前29?d體重增長趨勢基本一致，在試驗前25?d，體重增長率增加較快，之后體重增長率上升趨勢有所減緩，期間，各組大鼠體重增長率有些波動，屬于生長過程中正常的變化；從試驗30?d開始，滴注PM2.5的4組大鼠體重增長率的增長趨勢與空白對照組相比有一定程度的下降，其中，模型組下降最為明顯，信陽毛尖茶水提物高劑量組大鼠體重增長率下降較少，中、低劑量組下降趨勢也有所減緩，說明滴注PM2.5能夠抑制大鼠的正常生長，灌胃信陽毛尖茶水提物對該抑制作用有一定的拮抗效果。

2.2 對滴注PM2.5大鼠肺組織形態(tài)學(xué)的影響

肺組織形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，空白對照組肺部表面粉紅，光澤度好，肺臟飽滿，質(zhì)地柔軟均一，彈性好，邊緣圓潤（圖2-A）；模型組肺部表面暗紅，光澤度較差，質(zhì)地軟硬不一，彈性較差，表面有白色結(jié)節(jié)，肺部邊緣銳?。▓D2-B）；信陽毛尖茶水提物低劑量組肺臟表面暗紅，光澤度較差，質(zhì)地軟硬不一，肺部表面有白色結(jié)節(jié)，肺部邊緣較模型組稍顯圓厚（圖2-C）；信陽毛尖茶水提物中劑量組肺部體積增大，表面被膜緊繃，稍有腫脹，與模型組相比，肺部表面顏色深紅，光澤度較好，質(zhì)地較軟，未見白色結(jié)節(jié)（圖2-D）；信陽毛尖茶水提物高劑量組肺部表面淺紅色，光澤度較好，肺部質(zhì)地較為柔軟均一，邊緣較為圓潤，整體上較為接近空白對照組（圖2-E）。

以上結(jié)果表明，滴注PM2.5能夠?qū)е麓笫蠓尾勘砻骖伾⒐鉂啥?、質(zhì)地軟硬度和肺部邊緣等方面發(fā)生變化，甚至病變，滴注PM2.5前，對SD大鼠灌胃一定濃度的信陽毛尖茶水提物，可以在一定程度緩解PM2.5導(dǎo)致的肺部形態(tài)學(xué)的變化，其中，灌胃中、高濃度的信陽毛尖茶水提物效果較好。

圖1 信陽毛尖茶水提物對大鼠體重增長率的影響

2.3 對滴注PM2.5大鼠肺組織病理學(xué)變化的影響

PM2.5致肺損傷模型主要病理表現(xiàn)為炎性改變，中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等炎性細(xì)胞浸潤明顯增多；小支氣管黏膜部分損傷，伴有少量出血、滲出現(xiàn)象；肺泡間隔厚度增加，肺泡腔體積擴(kuò)大，部分肺泡間隔斷裂、肺泡融合，腔內(nèi)含有分泌物，主要有單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞浸潤，部分肺泡出現(xiàn)實變現(xiàn)象；肺間質(zhì)有大量炎性浸潤[17]。

由圖3可知，空白對照組細(xì)支氣管、血管和肺泡結(jié)構(gòu)清晰，肺泡和肺泡間隔完整，基本沒有斷裂現(xiàn)象（圖3-A）；模型組大鼠肺臟實變，細(xì)支氣管周圍淋巴細(xì)胞浸潤，血管周圍有炎癥現(xiàn)象，動脈管壁中膜纖維素樣變性，缺少肺泡結(jié)構(gòu)（圖3-B）；信陽毛尖茶水提物低劑量組間質(zhì)性肺炎，肺臟實變，細(xì)支氣管及血管周圍具有炎癥（圖3-C）；中劑量組肺泡壁增厚，細(xì)支氣管及血管周圍同樣具有炎癥現(xiàn)象，較模型組輕微，肺泡結(jié)構(gòu)有所增加（圖3-D）；高劑量組大部分肺泡結(jié)構(gòu)清晰，少量肺泡壁增厚（圖3-E）。

上述結(jié)果表明，灌胃信陽毛尖茶水提物可以減輕PM2.5導(dǎo)致的大鼠肺部損傷，防止肺泡間隔增厚和淋巴細(xì)胞浸潤等病變，高劑量信陽毛尖茶水提物效果最佳，中劑量次之，低劑量也具有一定的緩解作用，信陽毛尖茶水提物對PM2.5所致的大鼠肺損傷的緩解效果具有劑量效應(yīng)。

2.4 對滴注PM2.5大鼠血清中生化指標(biāo)的影響

由表1可知，滴注PM2.5使血清中IL-1、IL-6、TNF-、IgG含量和LDH活性上升。相比于模型組，灌胃信陽毛尖茶水提物能夠在一定范圍內(nèi)緩解PM2.5導(dǎo)致大鼠血清中上述生化指標(biāo)的升高，其中，信陽毛尖茶水提物各劑量組的IL-1、TNF-含量極顯著降低（＜0.01）；信陽毛尖茶水提物低、高劑量的IL-6含量顯著降低（＜0.05），中劑量組極顯著降低（＜0.01）；IgG含量表現(xiàn)為中劑量組顯著降低（＜0.05），高劑量組極顯著降低（＜0.01）；LDH活性則由模型組到低、中、高劑量組逐漸下降，水提物低、中、高劑量組與模型組之間的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義。與上述5個生化指標(biāo)不同，滴注PM2.5可導(dǎo)致血清中SOD活性下降，模型組與空白對照組差異極顯著（＜0.01），灌胃信陽毛尖茶水提物能緩解SOD活性的降低，其中，中劑量組SOD活性顯著高于模型組（＜0.05），高劑量組則極顯著高于模型組（＜0.01）。

2.5 對滴注PM2.5大鼠BALF生化指標(biāo)的影響

由表2可知，滴注PM2.5后，大鼠BALF中IL-1含量極顯著升高，灌胃信陽毛尖茶水提物可以在一定程度上緩解因滴注PM2.5導(dǎo)致的IL-1升高，相比于模型組，中、高劑量組差異極顯著，IL-1含量下降程度與灌胃信陽毛尖茶水提物呈劑量關(guān)系；BALF中IL-6含量變化與IL-1基本一致。TNF-含量和LDH活性在各組大鼠BALF中的變化規(guī)律相同，PM2.5導(dǎo)致兩者急劇上升，與模型組相比，低劑量組TNF-含量和LDH活性稍有下降，但差異不顯著（＞0.05）；中劑量組兩者下降顯著（＜0.05）；高劑量組則下降極顯著（＜0.01）。灌胃信陽毛尖茶水提物對PM2.5導(dǎo)致IgG含量上升的拮抗效果不如其他指標(biāo)明顯，低、中劑量組與模型組相比，差異不顯著（＞0.05），只有高劑量組IgG含量上升的趨勢得到了緩解（＜0.01）。灌胃信陽毛尖茶水提物對滴注PM2.5導(dǎo)致大鼠BALF中SOD活性下降具有較好的緩解效果，且與灌胃的水提物呈現(xiàn)良好的劑量關(guān)系。

3 討論與結(jié)論

IL-1、IL-6和TNF-可以作為機(jī)體早期產(chǎn)生炎癥的指標(biāo)，當(dāng)機(jī)體受損或者受內(nèi)毒素以及其他有害物質(zhì)刺激后，具有吞噬功能的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞增殖，產(chǎn)生IL-1、IL-6和TNF-等炎癥因子，能夠引發(fā)炎癥反應(yīng)級聯(lián)放大的瀑布效應(yīng)。IL-6可以通過刺激中性粒細(xì)胞的產(chǎn)生，延緩?fù)淌杉?xì)胞吞噬中性粒細(xì)胞，IL-6的大量積累是早期炎癥反應(yīng)的指標(biāo)之一[18]；肺部成纖維細(xì)胞的增生和膠原蛋白的合成則與TNF-的分泌有關(guān)[19]。研究表明，PM2.5進(jìn)入肺部后，肺泡表面巨噬細(xì)胞免疫功能增強(qiáng)，產(chǎn)生TNF-和IL-6等細(xì)胞因子，刺激中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞，進(jìn)一步導(dǎo)致炎癥的發(fā)生[20]。因此，可以通過檢測BALF中IL-1、IL-6和TNF-含量衡量肺部損傷或者纖維化的程度[21]。

注：A：空白對照組；B：模型組；C：低劑量組；D：中劑量組；E：高劑量組

注：A：空白對照組；B：模型組；C：低劑量組；D：中劑量組；E：高劑量組。箭頭1：肺泡；箭頭2：肺泡間隔；箭頭3：血管；箭頭4：炎性細(xì)胞浸潤；箭頭5：肺支氣管

表1 大鼠血清生化指標(biāo)含量（n=12）

注：與空白對照組比較：#＜0.05，##＜0.01；與模型組比較：*＜0.05，**＜0.01。下同

Note: Compare to control group:#＜0.05,##＜0.01. Compare to model group:*＜0.05,**＜0.01. The same below

表2 大鼠支氣管肺泡灌洗液中生化指標(biāo)含量（n=12）

本研究結(jié)果表明，滴注PM2.5的大鼠血清和BALF中，IL-1、IL-6、TNF-的含量均顯著升高，說明PM2.5能夠刺激肺部并引發(fā)機(jī)體炎癥，上述3個炎癥因子含量在血清和BALF中的分布規(guī)律不一致，其中，IL-1含量在血清中較高，IL-6在BALF中含量高于血清中的含量。喬果果等[22]通過對SD大鼠滴注1.5、6、24?mg·kg-1的PM2.5懸浮液（每2?d滴注1次），6次后檢測血清和BALF中IL-2、IL-6、TNF-等指標(biāo)，其中BALF的IL-6含量（22?pg·mL-1）低于血清中IL-6含量（82.0?pg·mL-1），與本研究結(jié)果不同；隨著染毒劑量的增加，血清和BALF的炎癥因子IL-6、TNF-濃度呈劑量性上升，而抗炎因子IL-2含量則呈劑量性下降，該研究表明PM2.5可以促使機(jī)體產(chǎn)生較多甚至過量的IL-6等炎癥因子，從而引起炎癥反應(yīng)的發(fā)生；樸秀美等[23]開展了白茶提取物對納米SiO2誘導(dǎo)的大鼠肺纖維化抑制作用及機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)納米SiO2引起的肺纖維化有氧化應(yīng)激作用，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，白茶提取物可以顯著降低肺組織IL-6水平，與本研究結(jié)果一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，灌胃信陽毛尖茶水提物后，大鼠血清和BALF中炎癥因子IL-1、IL-6、TNF-含量均低于模型組，說明信陽毛尖茶水提物對PM2.5導(dǎo)致機(jī)體炎癥因子表達(dá)增加具有一定的拮抗作用，與李莉珊等[24]的研究結(jié)果一致。

LDH是機(jī)體細(xì)胞中含量較高的一種酶類，屬于胞漿酶，一般只存在于細(xì)胞胞漿內(nèi)，當(dāng)機(jī)體受到毒性物質(zhì)刺激，細(xì)胞受損或死亡時，細(xì)胞膜通透性增加，該酶類可以大量溶出，進(jìn)入血清或BALF中，因此，LDH在血清或BALF中的活力可以間接地反映細(xì)胞膜和肺上皮細(xì)胞受損程度，可以作為細(xì)胞毒性和細(xì)胞膜損傷的敏感指標(biāo)之一[25]。本試驗中，SD大鼠染毒后，血清和BALF中LDH的活力均急劇上升，其中，血清中的LDH活性由空白對照組的(169.74±7.62)mU·mL-1增加到模型組的(421.94±45.28)mU·mL-1，說明PM2.5導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞膜和肺上皮細(xì)胞嚴(yán)重受損，然而，信陽毛尖茶水提物低、中、高劑量組LDH的含量相比于模型組，均有不同程度的減少，且減少程度與信陽毛尖茶水提物成劑量關(guān)系。雖然信陽毛尖茶水提物各組的LDH活性仍遠(yuǎn)高于空白對照組，但是本研究結(jié)果說明灌胃信陽毛尖茶水提物在一定程度上能夠緩解PM2.5對機(jī)體細(xì)胞的毒性和肺上皮細(xì)胞的損害。

SOD具有調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激的功能，是動物體內(nèi)關(guān)鍵的抗氧化物質(zhì)，PM2.5中的過渡金屬離子可以導(dǎo)致動物肺組織SOD活性下降，打破機(jī)體內(nèi)氧化與抗氧化之間的平衡狀態(tài)，王廣鶴[16]研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5單獨暴露以及PM2.5聯(lián)合O3暴露，大鼠肺部SOD活性表現(xiàn)出下降的趨勢。黎攀等[26]通過煙霧誘導(dǎo)建立小鼠慢性阻塞性肺?。–OPD）模型，以白茶水提物和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）作為給予藥物，均能提高COPD小鼠血漿中SOD活性。本研究中模型組大鼠血清和BALF的SOD活性均顯著低于空白對照組，與上述研究結(jié)果一致。大鼠滴注PM2.5后導(dǎo)致血清和BALF中的SOD活性下降，可能與PM2.5中含有較多的Fe、Cu、Cr等過渡金屬離子有關(guān)，過渡金屬離子容易導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生自由基而消耗SOD，使SOD活性下降，灌胃信陽毛尖茶水提物各組SOD活性均高于模型組，可能與信陽毛尖茶水提物中含有具有抗氧化作用的茶多酚有關(guān)，這些物質(zhì)通過與PM2.5中的金屬離子或自由基反應(yīng)，從而減少大鼠血清、BALF中SOD的消耗，緩解PM2.5對肺造成的損傷。

IgG主要通過脾和淋巴結(jié)內(nèi)部的漿細(xì)胞產(chǎn)生，是血清抗體的主體成分，具有抵御病毒，殺滅細(xì)菌等作用，在機(jī)體免疫中有重要作用。PM2.5進(jìn)入肺部后，可以刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫，本研究SD大鼠滴注PM2.5后，血清中IgG含量由空白對照組的(827.68±34.26)μg·mL-1上升至模型組的(1?849.18±98.73)μg·mL-1，差異極顯著（＜0.01），說明PM2.5可以刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫來抵御PM2.5對機(jī)體造成的損害。信陽毛尖茶水提物低、中、高劑量組IgG含量較模型組有不同程度降低，表明信陽毛尖茶水提物具有一定拮抗PM2.5致機(jī)體損傷的作用。本研究中血清和BALF的IgG含量差異極顯著，兩者空白對照組IgG的含量分別為(827.68±34.26)μg·mL-1和(64.55±2.55)μg·mL-1，說明PM2.5引起的機(jī)體免疫反應(yīng)，主要以血清中IgG為主，該結(jié)果與IgG在免疫系統(tǒng)的分布規(guī)律一致。

綜上所述，灌胃信陽毛尖茶水提物可以在一定程度上改善PM2.5導(dǎo)致大鼠體重增長率減緩的趨勢；可以有效地減輕PM2.5導(dǎo)致的大鼠肺部損傷，防止肺泡間隔增厚、淋巴細(xì)胞浸潤和紅細(xì)胞滲出等病變；可以有效地阻止大鼠血清和BALF中IL-1、IL-6、TNF-、IgG含量和LDH活性的上升，以及SOD活性的下降，上述效果與灌胃的信陽毛尖茶水提物濃度呈良好的劑量關(guān)系。

本研究以信陽毛尖茶水提物為受試物，通過氣管滴注PM2.5懸浮液建立慢性肺損傷模型，發(fā)現(xiàn)信陽毛尖茶水提物具有緩解PM2.5致大鼠肺損傷的效果，但其中起主導(dǎo)作用的物質(zhì)及作用機(jī)理尚未明確。史春麟等[27]研究表明，綠茶多酚可能通過抑制炎癥細(xì)胞因子表達(dá)水平、提高抗氧化能力保護(hù)肺組織形態(tài)與結(jié)構(gòu)的完整，保護(hù)被動吸煙對肺部的損害，結(jié)合前人研究結(jié)果，在后續(xù)研究中將進(jìn)一步明確信陽毛尖茶水提物緩解PM2.5致大鼠肺損傷的具體成分及其作用機(jī)理。此外，由于PM2.5成分復(fù)雜，同時受到地域和季節(jié)變化等因素的影響，其對肺組織損傷程度也會有相應(yīng)變化，這些方面的內(nèi)容也有待進(jìn)一步研究。

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A Study of Xinyang Maojian Tea Water Extracts on Relieving Lung Injury Caused by PM2.5

LIU Jianjun1,2,3, LI Meifeng3, ZHANG Jing1,2,3, TIAN Lili1,2,4, DENG Yanli1,2,3, LIN Haiyan1,2, HUANG Jian′an1,2*, LIU Zhonghua1,2*

1. Key Lab of Tea Science of Ministry of Education, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. National Research Center of Engineering & Technology for Utilization of Functional Ingredients from Botanicals, Changsha 410128, China; 3. Tea College, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 4. Shandong Institute of Pomology, Taian 271000, China

In this study, the healthy male sprague-dawley (SD) rats were taken as experimental subjects, and the water extracts of Xinyang Maojian tea were used as test substances, while intratracheal instillation of PM2.5suspension was established as chronic pulmonary injury model. Rats serum and biochemical indexes of bronchoalveolar lavage fluid (BALF) were tested. The results show that the tea extracts had antagonism effects on the reduce of rats growth rate and the lung injury caused by PM2.5. Furthermore, the tea water extracts could effectively lower the increase of IL-1, IL-6, TNF-, IgG and the activity of LDH, and keep the activity of SOD in rats serum and BALF, showing a dose-dependent effects.

Xinyang Maojian tea, alleviate, fine particulate matter, intratracheal instillation, pulmonary injury

S571；R563

A

1000-369X(2021)04-525-10

2021-05-08

2021-06-01

國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CAR-23-11B）、河南省高等學(xué)校重點科研項目（16A210051）、國家自然科學(xué)基金（32060701）

劉建軍，男，副教授，主要從事茶葉加工及茶葉功能成分化學(xué)研究。*通信作者：jian7513@sina.com；larkin-liu@163.com

（責(zé)任編輯：黃晨）