王單,徐泳,黃同杏,韓迪,王晶,魏云,周賢梅(.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江蘇 南京 009;.南京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院/中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,江蘇 南京 009)
肺纖維化(Pulmonary fibrosis,PF)是一種隱匿且病因不明的破壞性間質(zhì)性肺病,由多種肺部損傷引起,其特征是肺部不同程度的炎癥和纖維化[1],病理表現(xiàn)為胸膜下和基底部的纖維化及蜂窩樣改變[2-3]。目前的西醫(yī)治療手段盡管能減緩纖維化進(jìn)程,但無(wú)法逆轉(zhuǎn)進(jìn)行性纖維化[4],對(duì)肺功能的改善有限,且存在較多不良反應(yīng)[5-6]。肺纖維化屬中醫(yī)“肺痹”“肺痿”范疇,結(jié)合中醫(yī)藥獨(dú)特優(yōu)勢(shì)可為肺纖維化的治療提供新的思路[7]。《圣濟(jì)總錄》記載“治肺痹上氣發(fā)咳,五味子湯方”,該方由五味子、黨參、紫苑、紫蘇子、炙麻黃、姜半夏、細(xì)辛、炙黃芩、當(dāng)歸、炙甘草組成。麥味養(yǎng)肺湯是在五味子湯的基礎(chǔ)上加入麥冬、陳皮2 味藥組成,加強(qiáng)養(yǎng)陰潤(rùn)肺、理氣化痰之功效[8]。本課題組前期研究[9]表明,麥味養(yǎng)肺湯能夠顯著改善肺纖維化患者喘息、氣短、咳嗽等臨床癥狀,降低圣喬治呼吸問(wèn)卷評(píng)分,提高患者的肺功能。麥味養(yǎng)肺湯還能夠減輕博來(lái)霉素誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠的肺組織炎性細(xì)胞浸潤(rùn),降低羥脯氨酸(Hyp)、膠原及吡啶啉的含量,能夠延緩肺纖維化的進(jìn)展,且以高劑量組效果最明顯[10]。因此,本研究擬在前期研究的基礎(chǔ)上,選擇高劑量麥味養(yǎng)肺湯進(jìn)一步探討其對(duì)博來(lái)霉素誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠的作用機(jī)制。
1.1 動(dòng)物 6~8 周齡雄性C57BL/6 小鼠24 只,SPF級(jí),體質(zhì)量22~25 g,由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0006,動(dòng)物質(zhì)量合格證號(hào):1100112011047984。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn),倫理批文號(hào):201903602。所有小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.2 藥物及試劑 麥味養(yǎng)肺湯由麥冬、五味子、黨參、炙麻黃、陳皮、半夏、炒蘇子、紫苑、細(xì)辛、黃芩、當(dāng)歸、炙甘草組成,所有中藥飲片購(gòu)自南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,并經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)單進(jìn)軍教授鑒定為正品。將中藥飲片加入純水浸泡30 min,煮沸后繼續(xù)煎煮30 min,過(guò)濾回收水煎液;重復(fù)2 次,混合水煎液,減壓濃縮后得到麥味養(yǎng)肺湯提取液(6 g·mL-1)。
硫酸博來(lái)霉素(批號(hào):TCI-B3972-10MG)、RIPA裂解液(批號(hào):AC13972),均購(gòu)自上海吉至生化科技有限公司;瑞沃德動(dòng)物用異氟烷(批號(hào):R510-22),南京艾佰格生物技術(shù)有限公司;Hyp 含量檢測(cè)試劑盒(批號(hào):BC0255),南京騰科生物科技有限公司;細(xì)胞衰老β-半乳糖苷酶染色試劑盒(批號(hào):KGPAG001)、WB 一抗、二抗稀釋液(批號(hào):KGP106),均購(gòu)自江蘇凱基生物技術(shù)有限公司;超敏ECL 化學(xué)發(fā)光底物(批號(hào):BL523B),南京柏賽生物公司;Fibronectin 抗體(批號(hào):15613-1-AP)、α-SMA 抗體(批號(hào):23081-AP),均購(gòu)自武漢三鷹生物技術(shù)有限公司;Vimentin 抗體(批號(hào):5741T)、XP Rabbit mAb抗體(批號(hào):2984T),均購(gòu)自賽信通(上海)生物試劑有限公司;Anti-p53 抗體(批號(hào):ab179477)、Antip21 抗體(批號(hào):ab188224)、Anti-p16INK4a 抗體(批號(hào):ab16123)、SP-C 抗體(批號(hào):ab90716),均購(gòu)自艾博抗(上海)貿(mào)易有限公司;預(yù)制膠10%(批號(hào):1610183)、預(yù)制膠12%(批號(hào):1610185),均購(gòu)自美國(guó)Bio-Rad 公司;蛋白預(yù)染Marker(批號(hào):89432),上海碧云天生物技術(shù)有限公司;BCA 蛋白濃度定量試劑盒(批號(hào):205984),美國(guó)Thermo 公司;脫脂奶粉(批號(hào):232100),蘇州碧迪醫(yī)療器械有限公司;4%多聚甲醛固定液(批號(hào):BL539A),北京白鯊易科技公司。
1.3 主要儀器 KZ-III-F 型高速低溫組織研磨儀,武漢塞維爾公司;RM2016 型冰凍切片機(jī),德國(guó)Leica公司;Infinite200pro 型酶標(biāo)儀,瑞士帝肯公司;Gel Doc XR+型凝膠成像系統(tǒng),美國(guó)Bio-Rad 公司;DMi8 型倒置生物顯微鏡,日本OLYMPUS 公司;Centrifuge 5427R 型高速冷凍離心機(jī),德國(guó)Eppendorf公司;Flexivent 型小動(dòng)物肺功能檢測(cè)儀,德國(guó)EMKA公司;Quantum GX 型動(dòng)物活體成像mico-CT 掃描儀,美國(guó)PerkinElmer 公司。
1.4 分組、模型復(fù)制及給藥 將24 只C57BL/6 小鼠隨機(jī)分為空白組、模型組、麥味養(yǎng)肺湯組(60 g·kg-1·d-1)和陽(yáng)性對(duì)照組(吡非尼酮,0.3 g·kg-1·d-1),每組6 只。對(duì)除了空白組外的其他各組小鼠進(jìn)行氣管滴注博來(lái)霉素造模:將小鼠放入氣體麻醉機(jī)中吸入異氟烷麻醉,麻醉后的小鼠平躺至動(dòng)物操作臺(tái)上;用氣管霧化滴注針緩慢插入氣管中,每只小鼠緩慢滴入5 mg·kg-1博來(lái)霉素,空白組用生理鹽水代替博來(lái)霉素;滴注之后將小鼠立起,固定并上下左右搖晃,使博來(lái)霉素均勻散布到肺中。造模后次日開(kāi)始灌胃給藥,根據(jù)Meeh-Rubner 體表面積計(jì)算公式換算實(shí)驗(yàn)動(dòng)物給藥劑量,麥味養(yǎng)肺湯組按照課題組前期研究[10]的有效劑量60 g·kg-1·d-1進(jìn)行灌胃給藥;陽(yáng)性對(duì)照組給予吡非尼酮0.3 g·kg-1·d-1灌胃給藥,空白組及模型組分別給予生理鹽水灌胃;每日1 次,連續(xù)給藥21 d,并記錄小鼠體質(zhì)量。
1.5 小鼠肺功能測(cè)定 末次給藥后,用2%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉小鼠,麻醉后固定;剪開(kāi)頸部皮膚,于頸部正中切開(kāi),分離頸部肌肉并鈍性分離氣管;持手術(shù)剪在氣管上作一1 ~2 mm 切口,將肺功能檢測(cè)針插入小鼠氣管并用手術(shù)線固定連接部位。將針管另一頭與呼吸機(jī)連接,并將小鼠放入全身體積描記檢測(cè)系統(tǒng)中;打開(kāi)肺功能儀,進(jìn)行機(jī)械通氣,設(shè)置參數(shù):呼吸速率為90·min-1,潮氣量為5 mL·kg-1,呼氣末端壓力約等于8 cm H2O;使用乙酰膽堿作為霧化給藥的激動(dòng)劑,檢測(cè)并記錄小鼠肺順應(yīng)性與肺阻力的變化。
1.6 活體micro-CT 成像法檢測(cè)小鼠肺組織纖維化程度 末次給藥6 h 后,每組隨機(jī)抽取3 只小鼠進(jìn)行胸部micro-CT 成像。提前15 min 啟動(dòng)micro-CT 掃描儀,小鼠麻醉后進(jìn)行micro-CT 成像操作,掃描參數(shù):電壓70 kV,電流80 μA;每幀圖像時(shí)長(zhǎng)400 ms,每只小鼠掃描約4 min。
1.7 肺組織取材及處理 末次給藥后次日處死小鼠,取新鮮肺組織,用4%多聚甲醛溶液固定左肺下葉;其余肺組織置于2 mL 凍存管并放入液氮中,-80 ℃冰箱保存。4%多聚甲醛固定液浸泡肺組織24 h 后,乙醇脫水脫色,石蠟包埋,切成3 μm 厚度切片;分別進(jìn)行HE、Masson 染色后,置于顯微鏡下觀察并采集圖像;按照Szapiel 和Ashcroft 評(píng)分評(píng)估肺泡炎癥及纖維化程度[11-12]。
1.8 免疫組織化學(xué)法測(cè)定肺組織中I/Ⅲ型膠原的表達(dá) 將小鼠肺組織病理切片脫水、脫蠟后,用H2O2封閉;PBS 清洗后,用檸檬酸鹽緩沖液熱修復(fù);山羊血清封閉液封閉后,滴加膠原Ⅰ/Ⅲ抗體,4 ℃下孵育過(guò)夜;次日滴加二抗,37 ℃下孵育20 min;自來(lái)水沖洗后,蘇木素復(fù)染,脫水、透明后封片;顯微鏡下觀察并采集圖像,細(xì)胞核呈藍(lán)色,陽(yáng)性表達(dá)為棕黃色;使用ImageJ 圖像數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)結(jié)果的染色強(qiáng)度和染色陽(yáng)性范圍進(jìn)行分析。
1.9 β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色法測(cè)定肺組織細(xì)胞衰老情況 將小鼠肺組織石蠟切片經(jīng)常規(guī)脫蠟、水化處理后,嚴(yán)格按照SA-β-gal 染色試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟進(jìn)行操作。首先,加入30 μL 的SA-β-gal染色固定液,充分蓋住肺組織;室溫下固定15 min后,PBS 洗3 次,每次不少于5 min;滴加30 μL 染色工作液(配制:SA-β-gal 染色A 液10 μL、B 液10 μL、C 液930 μL、X-Gal 溶液50 μL)于切片上,保鮮膜封閉后置于37 ℃下孵育過(guò)夜;次日棄去工作液,封片后置于光學(xué)顯微鏡下觀察并采集圖像,陽(yáng)性表達(dá)為深藍(lán)色。
1.10 ELISA 法測(cè)定肺組織中Hyp 的含量 取小鼠肺組織30 mg,勻漿后以4 ℃、13 000 r·min-1(離心半徑7 cm)離心10 min,取上清;采用BCA 蛋白定量法測(cè)定蛋白濃度后,嚴(yán)格按照ELISA 試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟進(jìn)行操作,測(cè)定肺組織Hyp 含量。
1.11 Western Blot 法測(cè)定肺組織中Fibronectin、Vimentin、α-SMA、p53、p21、p16、SP-C 蛋白表達(dá) 稱(chēng)取小鼠肺組織20 mg,加入含有PMSF 的RIPA 裂解液(1%磷酸酶抑制劑∶1% PMSF),用球磨儀進(jìn)行勻漿;以4 ℃、13 000 r·min-1(離心半徑7 cm)離心30 min,得上清液;使用BCA 蛋白定量法測(cè)定蛋白濃度。蛋白上樣,行SDS-PAGE 凝膠電泳,再轉(zhuǎn)至PVDF 膜上,用5%脫脂奶粉在室溫下封閉2 h;TBST 洗膜3 次,每次10 min,加入一抗[Fibronectin(1∶1 000)、Vimentin(1∶1 000)、α-SMA(1∶1 000)、p53(1∶1 000)、p21(1∶1 000)、p16(1∶1 000)、SP-C(1∶1 000)、β-actin(1∶5 000)]兔單克隆抗體,4 ℃下孵育過(guò)夜;次日回收一抗,TBST 洗膜3 次,每次10 min,加入二抗[辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記山羊抗兔IgG 抗體(1∶2 000)],室溫下孵育1 h;回收二抗,洗膜,用ECL 顯色液進(jìn)行顯色并掃描。采用Image Lab 軟件計(jì)算蛋白條帶灰度值,以β-actin 為內(nèi)參,對(duì)目的蛋白進(jìn)行半定量分析。
1.12 免疫熒光法檢測(cè)小鼠肺組織中p21、p16 及SP-C 的表達(dá) 將小鼠肺組織切片浸入1% Triton-X-100 溶液中30 min,進(jìn)行破膜;再用PBS 清洗3 次,滴加10%山羊血清后在37 ℃下封閉30 min;按照試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟操作,滴加一抗(p16、p21 及SP-C),置于4 ℃下過(guò)夜;次日在室溫下放置45 min 后,PBS 洗滌3 次,每次不少于5 min;向待染區(qū)滴加二抗進(jìn)行熒光標(biāo)記后,孵育1 h,PBS 清洗3 次;滴加DAPI 染液后覆蓋切片,5 min 后用PBS 清洗3 次;用封片液封片后,在熒光顯微鏡下拍照采集圖像。
1.13 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用GraphPad Prism 8.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;計(jì)量資料以均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示;多組間比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA),兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn);以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠體質(zhì)量的影響 結(jié)果見(jiàn)圖1。與空白組比較,模型組小鼠的體質(zhì)量顯著下降(P<0.01)。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組及陽(yáng)性對(duì)照組小鼠的體質(zhì)量明顯升高(P<0.05)。
圖1 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠體質(zhì)量的影響(±s,n=6)Figure 1 Effect of MaiWei YangFei Decoction on the body mass of pulmonary fibrosis mice(±s,n=6)
2.2 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織病理變化的影響 結(jié)果見(jiàn)圖2。與空白組比較,模型組小鼠肺組織中肺泡結(jié)構(gòu)大面積被破壞,炎癥程度較重,肺組織中見(jiàn)大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),炎癥評(píng)分顯著升高(P<0.01);小鼠肺組織有明顯的纖維組織增生,大量膠原(藍(lán)染區(qū)域)沉積,肺組織紋理紊亂,肺泡壁增厚,纖維化評(píng)分顯著升高(P<0.01);肺組織呈密度較高的大片灰白色陰影,肺部輪廓較模糊。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織炎癥得到一定程度緩解,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少,肺泡間隔結(jié)構(gòu)有所恢復(fù),炎癥評(píng)分明顯降低(P<0.05);小鼠肺組織結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù),肺泡壁增厚現(xiàn)象有所緩解,僅有少量膠原沉積,纖維化評(píng)分明顯下降(P<0.01);小鼠肺組織白色陰影減少,提示纖維化得到緩解。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織的炎癥和膠原沉積具有明顯改善作用。
圖2 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織病理變化的影響(HE、Masson 染色,×200)Figure 2 Effects of MaiWei YangFei Decoction on lung tissue histopathology of mice with pulmonary fibrosis(HE and Masson staining,×200)
2.3 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺功能的影響 結(jié)果見(jiàn)圖3。與空白組比較,模型組小鼠的肺順應(yīng)性顯著下降(P<0.01),肺阻力顯著增加(P<0.01)。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺組小鼠的肺順應(yīng)性明顯上升(P<0.05),肺阻力顯著下降(P<0.01)。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯能夠明顯改善肺纖維化小鼠的肺功能。
圖3 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺功能的影響(±s,n=6)Figure 3 Effect of MaiWei YangFei Decoction on lung function in mice with pulmonary fibrosis(±s,n=6)
2.4 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中I/Ⅲ型膠原表達(dá)的影響 結(jié)果見(jiàn)圖4。與空白組比較,模型組小鼠肺組織呈現(xiàn)大面積藍(lán)染,且肺泡結(jié)構(gòu)遭到較嚴(yán)重破壞,Ⅰ/Ⅲ型膠原沉積量顯著增加(P<0.01)。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織膠原沉積情況得到明顯改善,Ⅰ/Ⅲ型膠原沉積量顯著降低(P<0.01)。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯能夠明顯減少肺纖維化小鼠肺組織中Ⅰ/Ⅲ型膠原表達(dá)。
圖4 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中Ⅰ/Ⅲ型膠原及羥脯氨酸(Hyp)含量的影響(免疫組化,×200;±s,n=6)Figure 4 Effects of MaiWei YangFei Decoction on type Ⅰ/Ⅲcollagen and Hyp content in mice with pulmonary fibrosis(IHC,×200;±s,n=6)
2.5 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中Hyp 含量的影響 結(jié)果見(jiàn)圖4。與空白組比較,模型組小鼠肺組織中Hyp 含量顯著增加(P<0.01)。與模型組相比,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織中的Hyp 含量顯著減少(P<0.01)。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯能夠明顯降低肺纖維化小鼠肺組織中的Hyp 水平。
2.6 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中α-SMA、Fibronectin、Vimentin 蛋白表達(dá)的影響 結(jié)果見(jiàn)圖5。與空白組比較,模型組小鼠肺組織中Fibronectin、Vimentin、α-SMA 蛋白表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.01)。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織中Fibronectin、Vimentin、α-SMA 蛋白表達(dá)明顯下調(diào)(P<0.05)。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中Fibronectin、Vimentin、α-SMA 蛋白表達(dá)具有明顯抑制作用。
圖5 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中Fibronectin、Vimentin、α-SMA 蛋白表達(dá)水平的影響(±s,n=3)Figure 5 Effects of MaiWei YangFei Decoction on protein expression levels of Fibronectin,Vimentin and α-SMA in lung tissue of mice with pulmonary fibrosis(±s,n=3)
2.7 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織細(xì)胞衰老情況的影響 結(jié)果見(jiàn)圖6。與空白組比較,模型組小鼠肺組織呈大面積SA-β-gal 藍(lán)染,說(shuō)明細(xì)胞衰老程度明顯。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織的SA-β-gal 藍(lán)染明顯減輕,提示細(xì)胞衰老程度得到明顯改善。
圖6 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織細(xì)胞衰老及p53、p21、p16 蛋白表達(dá)水平的影響(SA-β-gal 染色,×200;±s,n=3)Figure 6 Effects of MaiWei YangFei Decoction on lung tissue cell senescence and protein expression levels of p53,p21 and p16 in mice with pulmonary fibrosis(SA-β-gal staining,×200;±s,n=3)
2.8 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中p53、p21、p16 蛋白表達(dá)水平的影響 結(jié)果見(jiàn)圖6。與空白組比較,模型組小鼠肺組織中p53、p21、p16 蛋白表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.01)。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織中p53、p21、p16 蛋白表達(dá)明顯下調(diào)(P<0.05,P<0.01)。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯能夠明顯抑制肺纖維化小鼠肺組織中p53、p21、p16等衰老相關(guān)蛋白的表達(dá)。
2.9 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中p21、p16、SP-C 蛋白表達(dá)的影響 結(jié)果見(jiàn)圖7。與空白組比較,模型組小鼠肺組織中p21、p16 的紅色熒光表達(dá)明顯增強(qiáng),Merge 圖像顯示p21、p16 與SP-C 共染的橙色熒光明顯增多,SP-C 蛋白表達(dá)顯著下調(diào)(P<0.01)。與模型組比較,麥味養(yǎng)肺湯組小鼠肺組織中p21、p16 的紅色熒光表達(dá)明顯減弱,Merge 圖像顯示p21、p16 與SP-C 共染的橙色熒光明顯減少,SP-C 蛋白表達(dá)明顯上調(diào)(P<0.05)。結(jié)果表明,麥味養(yǎng)肺湯能夠明顯抑制肺纖維化小鼠肺組織中p21、p16 蛋白在Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞(AECⅡ)中的表達(dá)。
圖7 麥味養(yǎng)肺湯對(duì)肺纖維化小鼠肺組織中p21、p16 及SP-C 蛋白表達(dá)的影響(免疫熒光,×200;±s,n=3)Figure 7 Effects of MaiWei YangFei Decoction on protein expression levels of p21,p16 and SP-C in lung tissue of mice with pulmonary fibrosis(IF,×200;±s,n=3)
目前認(rèn)為,肺纖維化(PF)的發(fā)病機(jī)制是由于各種原因?qū)е路闻萆掀ぜ?xì)胞(AECs)損傷,釋放出大量炎癥因子,肺組織出現(xiàn)炎癥反應(yīng)和異常修復(fù),激活肺成纖維細(xì)胞,正常的肺實(shí)質(zhì)被大量分泌的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)所取代[13];肺泡結(jié)構(gòu)被破壞,成纖維細(xì)胞活化成肌成纖維細(xì)胞,膠原過(guò)度沉積,Vimentin 和Fibronectin、α-SMA 表達(dá)上調(diào),最終導(dǎo)致肺重塑和瘢痕肺[14]。小鼠氣管內(nèi)滴注博來(lái)霉素是目前常用的肺纖維化動(dòng)物模型復(fù)制方法。micro-CT 影像與臨床診斷肺纖維化手段相似,通過(guò)CT 影像學(xué)特征可進(jìn)一步評(píng)價(jià)藥物在體內(nèi)的療效。肺功能是臨床試驗(yàn)中反映療效的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),也可用于判斷治療藥物對(duì)小鼠肺纖維化的影響[15]。本研究結(jié)果顯示,模型組小鼠的肺組織炎癥和膠原沉積嚴(yán)重,模型復(fù)制成功;而經(jīng)麥味養(yǎng)肺湯干預(yù)后,肺纖維化小鼠肺組織的炎癥浸潤(rùn)和膠原沉積得到明顯改善,同時(shí)麥味養(yǎng)肺湯還能夠提高肺順應(yīng)性和降低肺部阻力,改善肺纖維化小鼠的肺功能。Hyp 作為診斷和預(yù)測(cè)膠原含量的一種常用生物標(biāo)志物,是膠原的主要成分之一,其定量分析是評(píng)價(jià)肺組織中膠原沉積的最常用方法[17]。因此,通過(guò)檢測(cè)肺組織中Hyp 含量,可初步判斷肺組織中膠原沉積的情況。α-SMA、Fibronectin 和Ⅰ型膠原是ECM 的主要成分,也是肌成纖維細(xì)胞的激活標(biāo)志物[16]。本研究結(jié)果顯示,麥味養(yǎng)肺湯能有效抑制肌成纖維細(xì)胞激活,降低纖維化蛋白表達(dá),減少膠原沉積,延緩肺纖維化進(jìn)展。
細(xì)胞衰老是與復(fù)制和應(yīng)激相關(guān)的衰老因素,其由復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控,p53/p21 是其中最關(guān)鍵的一條通路,p53 是中心環(huán)節(jié)[18]。研究[19]發(fā)現(xiàn),衰老細(xì)胞依然能夠存活并且代謝,主要表現(xiàn)為溶酶體酶衰老相關(guān)的SA-β-gal 活性增強(qiáng),以及分別激活p53 和p16 等衰老相關(guān)蛋白,進(jìn)而導(dǎo)致p21 激活和細(xì)胞周期停滯。當(dāng)細(xì)胞衰老時(shí),p53 的DNA 結(jié)合活性和轉(zhuǎn)錄活性增加,啟動(dòng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和衰老[20],主要通過(guò)調(diào)節(jié)p21 等細(xì)胞周期依賴性激酶抑制因子而使細(xì)胞停滯于G1/S 和G2/M 兩個(gè)細(xì)胞周期關(guān)鍵檢查點(diǎn)[21]。因此,p53 在細(xì)胞衰老中扮演了重要角色,同時(shí)細(xì)胞衰老過(guò)程及生物學(xué)改變能夠影響組織修復(fù)和重塑的能力[22],抑制細(xì)胞衰老在一定程度上對(duì)減緩肺纖維化的進(jìn)程具有重要意義。本研究結(jié)果顯示,模型組小鼠肺組織中β-半乳糖苷酶活性增加,細(xì)胞衰老比較嚴(yán)重,肺組織中p53 蛋白表達(dá)明顯上調(diào),其所調(diào)控的p21、p16 蛋白表達(dá)也明顯上調(diào);經(jīng)麥味養(yǎng)肺湯干預(yù)后,小鼠肺組織細(xì)胞衰老情況得到改善,β-半乳糖苷酶活性明顯降低,p53、p21 和p16 衰老相關(guān)蛋白表達(dá)顯著下調(diào)。結(jié)果提示,麥味養(yǎng)肺湯可能是通過(guò)調(diào)控p53/p21 信號(hào)通路抑制細(xì)胞衰老,從而延緩肺纖維化進(jìn)展。
研究表明,Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞(AECⅡ)的衰老與肺纖維化發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),氧化應(yīng)激、DNA 損傷、端??s短以及線粒體自噬等諸多因素可以誘導(dǎo)AECⅡ衰老[23],進(jìn)而引起功能障礙,導(dǎo)致瘢痕組織或纖維化的積聚,從而發(fā)生肺纖維化[24]。SP-C 是AECⅡ的標(biāo)記物,p21、p16 與SP-C 的免疫熒光共染提示衰老相關(guān)蛋白的變化主要發(fā)生在AECⅡ中。通過(guò)Merge 圖像發(fā)現(xiàn),橙色熒光在模型組中高表達(dá)且免疫印跡顯示SP-C 蛋白顯著上調(diào),而麥味養(yǎng)肺湯組橙色熒光表達(dá)較少且SP-C 蛋白表達(dá)明顯下調(diào),進(jìn)一步說(shuō)明其可能通過(guò)下調(diào)p21、p16 等衰老相關(guān)蛋白表達(dá)來(lái)抑制AECⅡ衰老,從而發(fā)揮抗肺纖維的作用。
綜上所述,麥味養(yǎng)肺湯能夠減輕博來(lái)霉素誘導(dǎo)肺纖維化小鼠的肺組織炎癥反應(yīng),改善膠原沉積,促進(jìn)肺功能,可能與其調(diào)控p53/p21 信號(hào)通路抑制AECⅡ衰老有關(guān)。