中圖分類號R965 文獻(xiàn)標(biāo)志碼A 文章編號 1001-0408(2025)14-1717-05
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.14.05
ABSTRACTOBJECTIVETo investigate the efectsof Ephedra-Cinnamomumcouplet medicinalsonrespiratory functinand airwayinflammationinratswithasthmaofcold-fluidretentioninlungsyndromeanditsmechanism.METHODsSixtyWistarrats were randomly divided into blank group,model group,dexamethasone group [1mg/(kg?d)] ,and Ephedra-Cinnamomum low-, medium-,high-dose groups [0.234,0.936, 1.872g/(kg?d)] ,with 10 rats in each group.The model and treatment groups were sensitized by intraperitoneal injection of antigen solution (ovalbumin 100mg+ aluminum hydroxide 100mg )and challenged with 1% ovalbuminnebulization,along withexposuretoacoldenvironmentandingestionofcoldwater,toestablishtheasthmamodel withcold-fluidretentioninlungsyndrome.Fromday2,ratsreceivedcorespondingdrugsornoalsalineintragastrically,oncea day,for21conseutivedays.Thegeneralbehavioralchangesieachgroupofratswerebservedduringtheexperimentalproes. Thelungfunction parameters [peak expiratoryflow(PEF),airwayresistance(Raw),functionalresidualcapacity(FRC),expiratory flow at 50% of forced vital capacity (EF50%) ! weremeasured before modelingand after the last medication aswellasserum contentsof interleukin-6(IL-6),IL-13,tumor necrosis factor- ∝ (TNF- ∝ )andinterferon-gamma (IFN-γ ) afterthe last medication were determined;the histopathological morphological changes in the lung tissues of rats werealso observed;mRNA expressions of IL-6,IL-3,TNF- ∝ , IFN-γ ,thymic stromal lymphopoietin(TSLP),andTol-likereceptor4(TLR4),aswellasprotein expressionsofTSLPandTLR4were determinedinlungtisse.RESULTSComparedwith modelgroup,thelungtisse damageofrats wasrelievedsignificantly;Raw, FRC,the contents and mRNA expression levels of IL-6, IL-13 and TNF- α ,as well as the mRNA and protein expressions of TSLP andTLR4weresignificantlydecreased (Plt;0.05) ),while the contents and mRNA expressionsof PEF, EF50% and IFN-γ were significantlyincreased in thedexamethasone groupandEphedra-Cinnamomum medium-andhigh-dose groups( 1lt;0.05) : Moreover,onlya fewrats in thetwo groups exhibited typical symptomsof asthma.CONCLUSIONS Ephedra-Cinnamomum couplet medicials improverespiratoryfunction andameliorateairwayinflammation inasthmarats withcold-fluidretention inlung syndrome,themechanismofwhichmaybeassciatedwithinhibitingTSLP/TLR4signalingpathwayandmodulatingTh1/Th2 imbalance.
KEYWORDsEphedra-Cinnamomumcouplet medicinals;bronchial asthma;cold-fluidretentionin lung syndrome;thymic stromal lymphopoietin; Toll-like receptor 4
支氣管哮喘是多因素共同誘發(fā)的復(fù)雜異質(zhì)性疾病,發(fā)病率呈逐年攀升趨勢,其特征為氣道高反應(yīng)性,伴有慢性氣道炎癥。寒飲蘊肺證是由于機(jī)體尤其是肺部同時受到“形寒、飲冷\"的外邪刺激,出現(xiàn)機(jī)體陽虛寒盛、肺氣宣發(fā)和下降異常、水飲內(nèi)停伏肺的一種病證。研究表明,寒飲蘊肺證是支氣管哮喘證型中的嚴(yán)重類型,但其發(fā)病機(jī)制尚未完全明確2。
麻黃-桂枝藥對來源于經(jīng)典名方小青龍湯,該方出自《傷寒論》,臨床上常用于治療哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病。方中麻黃具有發(fā)汗解表、宣肺平喘、利水消腫的功效;桂枝則能發(fā)汗解肌、溫通經(jīng)脈、助陽化氣。筆者前期研究已初步證實,麻黃-桂枝藥對具有拮抗哮喘寒飲蘊肺證氣道炎癥及平喘作用。
在哮喘的發(fā)病過程中,寒冷刺激通過氣道上皮細(xì)胞和肥大細(xì)胞上的瞬時受體電位陽離子通道亞家族M成員8(transient receptor potential cation channel subfamilyMmember8,TRPM8)受體,促使氣道發(fā)生炎癥反應(yīng),增加胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromallymphopoie-tin,TSLP)、白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)等炎癥因子的分泌,從而加重哮喘。此外,Toll樣受體4(Toll-likereceptor4,TLR4)信號通路在哮喘發(fā)病中也發(fā)揮重要作用,如卵清蛋白(ovalbumin,OVA)激動TLR4信號通路可導(dǎo)致輔助型T細(xì)胞2(Thelper2cell,Th2)介導(dǎo)的相關(guān)炎癥惡化,IL-13等炎癥因子的含量顯著增加[4。在寒冷刺激下,TSLP與TLR4信號通路的協(xié)同作用可顯著加劇哮喘的癥狀及呼吸功能損害?;诖?,本研究擬從TSLP/TLR4信號通路角度出發(fā),探討麻黃-桂枝藥對對哮喘寒飲蘊肺證大鼠呼吸功能、氣道炎癥的影響及機(jī)制,旨在為麻黃-桂枝藥對的臨床開發(fā)提供實驗依據(jù)。
1材料
1.1主要儀器
本研究所用主要儀器包括W001型霧化儀(江蘇富林醫(yī)療設(shè)備有限公司)、FinepointeNAM型動物無創(chuàng)肺功能檢測系統(tǒng)(美國DSI公司)、Rt-2100C型酶標(biāo)儀(深圳雷杜生命科學(xué)股份有限公司)、EPS型電泳儀和Tanon-600型凝膠成像系統(tǒng)(上海天能科技有限公司)CFX型熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)儀(美國Bio-Rad公司)、DS-U3型成像系統(tǒng)和EclipseE10型正置光學(xué)顯微鏡(日本Nikon公司)。
1.2 主要藥品與試劑
麻黃飲片(產(chǎn)地內(nèi)蒙古,批號201224072)購自安國潤德藥業(yè)有限公司;桂枝飲片(產(chǎn)地廣西,批號210401)購自安徽三和堂藥業(yè)有限公司;麻黃、桂枝飲片經(jīng)趙東升副教授鑒定,分別為麻黃科植物草麻黃EphedrasinicaStapf的干燥草質(zhì)莖以及樟科植物肉桂CinnamomumcassiaPresl的干燥嫩枝。
氫氧化鋁(批號SJ000389)、二甲苯(批號10023418)、中性樹膠(批號10004160)、三氯甲烷(批號10006818)異丙醇(批號80109218)均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;地塞米松磷酸鈉注射液(規(guī)格 2mg/mL 批號7211055購自辰欣藥業(yè)股份有限公司;0VA(批號9006-59-1)購自北京索萊寶生物科技有限公司;腫瘤壞死因子 ∝ (tumor necrosis factor-alpha,TNF- α )、干擾素 γ (interferon-gamma,IFN-γ)、IL-6酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(批號分別為9680014130921、9680003060721、9680011070921)均購自英國Abcam公司;IL-13ELISA試劑盒(批號54517261228)、兔源β-肌動蛋白( β -actin)抗體(批號BM0627)、兔源TSLP抗體(批號A01096)均購自武漢博士德生物工程有限公司;蘇木素染液(批號G1004)、伊紅染液(批號G1001)、Ser-vicebio?第一鏈cDNA合成試劑盒(批號G3330)、 2× SYBRGreenqPCR預(yù)混液(無ROX)(批號G3320)兔源TLR4抗體(批號GB11519-100)、辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔免疫球蛋白G二抗(批號GB23303)均購自武漢賽維爾生物科技有限公司。
1.3實驗動物
SPF級Wistar大鼠60只,6周齡,雄性,體重 180~ 200g ,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,動物生產(chǎn)許可證號為SCXK(京)2016-0011。所有動物均飼養(yǎng)于溫度 (22±2)°C 、相對濕度 40%~60% 、晝夜 12h 光暗交替的環(huán)境中,自由攝食飲水,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后開展后續(xù)實驗。實驗動物的使用與操作均符合山東中醫(yī)藥大學(xué)動物保護(hù)委員會關(guān)于實驗動物操作與動物福利的要求(倫理編號為SDUTCM20210917001)。
2 方法
2.1麻黃-桂枝藥對凍干粉的制備
稱取麻黃飲片 18g ,加8倍量蒸餾水浸泡 30min ,武火煎煮微沸后用文火煎煮 20min ;稱取桂枝飲片 18g ,加人至上述麻黃煎液中,武火煎煮沸后用文火煎煮40min,煎煮液過濾獲得濾液;藥渣加蒸餾水文火煎煮40min后過濾獲得濾液。合并2次濾液,減壓濃縮,制成凍干粉,研磨后用密封袋保存于干燥器中,待用。
2.2 分組、造模與給藥
將大鼠隨機(jī)分為空白組、模型組、地塞米松組[1mg/(kg?d) ,參考前期預(yù)實驗和相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)置]和麻黃-桂枝低、中、高劑量組 [0.234,0.936,1.872g/(kg?d) 以凍干粉的量計,低劑量為臨床等效劑量],每組10只。模型組和各給藥組大鼠分別于第1天和第8天腹腔注射1mL 抗原液(每毫升含OVA 100mg 、氫氧化鋁 100mg )致敏,空白組大鼠同期腹腔注射等體積生理鹽水;除空白組外,其余各組大鼠除第1天和第8天外施以“形寒、飲冷\"刺激,即將大鼠每日置于 0°C 冰箱內(nèi)冷處理 3h 以及24h冰水喂養(yǎng),從第15天起,大鼠飲用冰水與冷處理刺激后,用 1%OVA 霧化激發(fā)哮喘,每天1次,每次 30min ,連續(xù)霧化8d,空白組大鼠使用等體積生理鹽水霧化。從第2天開始,各給藥組大鼠灌胃相應(yīng)藥物,空白組和模型組大鼠灌胃等體積生理鹽水,每天1次,連續(xù)給藥 21d[7]
2.3一般行為學(xué)觀察
觀察各組大鼠實驗過程中的精神狀態(tài)、呼吸情況、皮毛潤澤情況、體重變化、飲食及飲水量變化,以及口鼻分泌物、咳喘、打噴嚏、撓鼻、呼吸急促、口唇變化等哮喘特異性癥狀體征的變化。
2.4 肺功能指標(biāo)檢測
采用動物無創(chuàng)肺功能檢測系統(tǒng)分別測定各組隨機(jī)選取的5只大鼠造模前(第1天)和末次給藥后(第22天)的呼氣流量峰值(peak expiratoryflow,PEF)、氣道阻力(airwayresistance,Raw)、功能殘氣量(functionalre-sidualcapacity,F(xiàn)RC)、呼氣中期流速(expiratoryflowat50% of forced vital capacity, EF50% )。
2.5血清中IL-6、IL-13、TNF- α(α,IFN-γγ) 含量檢測
各組大鼠在末次給藥后,禁食不禁水 12h ,于其腹主動脈取血,靜置 2nΩ ,以 3500r/min 離心 15min ,取上清液。按照ELISA試劑盒說明書方法檢測各組隨機(jī)選取的3只大鼠血清中的IL-6、IL-13、TNF- σ?α∝ 、IFN- ?γ 含量。
2.6 肺組織病理學(xué)形態(tài)觀察
各組大鼠取血后處死,分離肺組織。隨后,各組隨機(jī)選取3只大鼠的肺組織左下葉,用 4% 多聚甲醛溶液固定 24h ;取部分組織,經(jīng)梯度乙醇脫水、石蠟包埋后切片,然后進(jìn)行蘇木精-伊紅(HE)染色,最后使用顯微鏡觀察大鼠的肺泡、支氣管形態(tài)變化以及炎癥浸潤情況。
2.7 肺組織中IL-6、IL-13、TNF- αααβ∝αβ 、IFN- y. TSLP、TLR4mRNA表達(dá)檢測
采用熒光定量PCR法進(jìn)行檢測。各組隨機(jī)選取3只大鼠的肺組織左上葉,用Trizol法提取RNA,檢測RNA的濃度與純度后,反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR體系( 15μL 為 2×qPCR Mix 7.5μL,2.5μmol/L 的正、反向引物共 1.5μL ,cDNA模板 2μL ,無核酶水 4μL 。反應(yīng)條件為 95°C 預(yù)變性30s; 95°C 變性 15s,60°C 退火/延伸 30s ,共40個循環(huán)。PCR引物由武漢賽維爾生物科技有限公司提供,引物序列與產(chǎn)物長度見表1。以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)為內(nèi)參,采用 2-ΔΔCT 法計算IL-6、IL-13、TNF- ∝ 、IFN- γ 、TSLP、TLR4mRNA的表達(dá)水平。
表1引物序列與產(chǎn)物長度
2.8肺組織中TSLP、TLR4蛋白表達(dá)檢測
采用Westernblot法進(jìn)行檢測。各組隨機(jī)選取3只大鼠的肺組織右上葉,制成勻漿,冰浴靜置 30min ,加人RIPA裂解液 30min 后,于 4°C 以 12000r/min 離心20min ,提取蛋白上清,檢測蛋白濃度,于沸水中變性15min ,放入 -20°C 冷凍,待用。取變性后的蛋白樣品,電泳、分離、轉(zhuǎn)膜、封閉后,加入TSLP、TLR4 ??β -actin抗體(稀釋比例分別為 1:1000,1:1000,1:5000 ), 4°C 孵育過夜;第2天加入二抗(稀釋比例為1:10000),室溫孵育2.5h ,用增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光試劑顯色、曝光,凝膠成像系統(tǒng)拍攝。以 β -actin為內(nèi)參,用ImageJ軟件進(jìn)行分析,以目的蛋白與內(nèi)參的灰度值比值作為目的蛋白的表達(dá)水平。
2.9 統(tǒng)計學(xué)方法
采用SPSS21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以 表示,組間比較采用單因素方差分析,進(jìn)一步兩兩比較采用SNK- ?q 檢驗。檢驗水準(zhǔn) α=0.05 。
3結(jié)果
3.1大鼠一般行為學(xué)比較
與空白組比較,模型組大鼠從第5天開始出現(xiàn)抓耳撓腮、咳嗽、情緒躁動等表現(xiàn),霧化激發(fā)期(第 15~22 天)出現(xiàn)了體重減輕、進(jìn)食量減少以及嚴(yán)重咳喘、扎堆蜷縮、精神萎靡、呼吸短促等哮喘典型癥狀。與模型組比較,地塞米松組和麻黃-桂枝低、中、高劑量組只有少數(shù)大鼠出現(xiàn)呼吸短促、咳喘、躁動以及精神萎靡等哮喘典型癥狀。
3.2 大鼠肺功能指標(biāo)比較
各組大鼠造模前(第1天)的Raw、FRC、PEF、EF50% 比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義( Pgt;0.05 ,數(shù)據(jù)略)。末次給藥后(第22天),與空白組比較,模型組大鼠Raw、FRC均顯著升高,PEF、EF 50% 均顯著降低 (Plt;0.05) ;與模型組比較,地塞米松組和麻黃-桂枝低、中、高劑量組大鼠Raw、FRC均顯著降低,PEF、 EF50% 均顯著升高(Plt;0.05) 。結(jié)果見表 2(1cmH2O≈0.098kPa) 。
表2各組大鼠末次給藥后的肺功能指標(biāo)比較 n=5 )
a:與空白組比較, Plt;0.05:6 :與模型組比較, .Plt;0.05 O
3.3大鼠血清中IL-6、IL-13、TNF- α(α,IFN-γγ) 含量比較
與空白組比較,模型組大鼠血清中IL-6、IL-13、TNF- ∝ 含量均顯著升高, IFN-γ 含量顯著降低 (Plt; 0.05);與模型組比較,地塞米松組和麻黃-桂枝低、中、高劑量組大鼠血清中IL-6、IL-13、TNF- σ?α∝ 含量均顯著降低,IFN- ?γ 含量均顯著升高 (Plt;0.05 。結(jié)果見表3。
表3各組大鼠血清中炎癥因子含量比較 pg/mL )
a:與空白組比較, Plt;0.05;b; 與模型組比較, .Plt;0.05 。
3.4大鼠肺組織病理學(xué)形態(tài)比較
空白組大鼠肺組織無異樣。與空白組比較,模型組大鼠肺組織中可見充血等炎癥現(xiàn)象,支氣管及肺泡周圍有大量炎癥細(xì)胞浸潤,支氣管管壁增厚,肺泡塌陷嚴(yán)重;與模型組比較,地塞米松組和麻黃-桂枝低、中、高劑量組大鼠肺組織損傷明顯減輕,肺泡結(jié)構(gòu)相對完整,支氣管管壁無明顯增厚,炎癥細(xì)胞浸潤減輕。結(jié)果見圖1。
3.5大鼠肺組織中IL-6、IL-13、TNF- α?αα IFN- ΨΨ 、TSLP、 TLR4mRNA表達(dá)比較
與空白組比較,模型組大鼠肺組織中IL-6、IL-13、TNF- σ?α∝ 、TSLP、TLR4mRNA表達(dá)水平均顯著升高, IFN-γ mRNA表達(dá)水平顯著降低( ?Plt;0.05 ;與模型組比較,地塞米松組和麻黃-桂枝低、中、高劑量組大鼠肺組織中IL-6(麻黃-桂枝低劑量組除外)、IL-13、TNF- σ?α∝ 、TSLP(麻黃-桂枝低劑量組除外)、TLR4mRNA表達(dá)水平均顯著降低, IFN-γ mRNA表達(dá)水平均顯著升高( 1lt;0.05 。結(jié)果見表4。
紅色箭頭:支氣管;黑色箭頭:炎癥細(xì)胞。
表4各組大鼠肺組織中IL-6、IL-13、TNF- α(x,IFN-γγ 、TSLP、TLR4mRNA表達(dá)比較 )
a:與空白組比較, Plt;0.05:6 :與模型組比較, ?Plt;0.05 。
3.6大鼠肺組織中TSLP、TLR4蛋白表達(dá)比較
與空白組比較,模型組大鼠肺組織中TSLP、TLR4蛋白表達(dá)水平均顯著升高 (Plt;0.05) ;與模型組比較,地塞米松組和麻黃-桂枝低、中、高劑量組大鼠肺組織中TSLP、TLR4蛋白表達(dá)水平均顯著降低( ΔPlt;0.05 。結(jié)果見圖2和表5。
圖2各組大鼠肺組織中TSLP、TLR4蛋白表達(dá)的電泳圖
I:空白組;I:模型組;II:地塞米松組;IV:麻黃-桂枝低劑量組; V:麻黃-桂枝中劑量組;VI:麻黃-桂枝高劑量組。
表5各組大鼠肺組織中TSLP、TLR4蛋白表達(dá)比較 (204號
a:與空白組比較, ?Plt;0.05 ;b:與模型組比較, ΔPlt;0.05Δ
4討論
哮喘是一種常見的慢性氣道炎癥性疾病,其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及多種炎癥細(xì)胞、細(xì)胞因子和信號通路的異常激活。寒飲蘊肺證是哮喘的一種常見證型,其病理機(jī)制主要為“寒飲內(nèi)停、肺氣不宣”“形寒飲冷”導(dǎo)致氣道炎癥加重和呼吸功能障礙?!秲?nèi)經(jīng)》有“形寒飲冷則傷肺”“重寒傷肺”等論述,形寒和寒飲兩種寒邪相互作用,內(nèi)外皆傷,導(dǎo)致肺氣上逆,出現(xiàn)咳嗽、呼吸困難等癥狀,說明寒冷環(huán)境與寒涼飲食相結(jié)合,易導(dǎo)致肺臟與支氣管的損傷,進(jìn)而引發(fā)氣道炎癥,促使哮喘的發(fā)生[2,9]。近年來,隨著對中藥作用機(jī)制的深人研究,麻黃-桂枝藥對在治療哮喘寒飲蘊肺證中的潛在療效逐漸受到關(guān)注。
呼吸功能的改善是評估哮喘治療效果的重要指標(biāo)之一。在哮喘寒飲蘊肺證中,氣道阻塞導(dǎo)致呼氣不完全,氣體滯留于肺泡內(nèi)導(dǎo)致功能殘氣量升高,氣道狹窄導(dǎo)致呼氣峰流速顯著下降[10]。本研究結(jié)果顯示,麻黃-桂枝藥對能夠顯著改善哮喘寒飲蘊肺證大鼠的呼吸功能,具體表現(xiàn)為Raw、FRC均顯著降低,PEF、EF 50% 均顯著升高。
炎癥因子IL-6、IL-13、TNF- ∝ 和IFN- γ 在哮喘中形成調(diào)控機(jī)制,IL-13主導(dǎo)Th2型炎癥和氣道重塑,IL-6驅(qū)動Th17型炎癥和全身反應(yīng),TNF- ∝ 放大炎癥關(guān)聯(lián),而IFN- ?γ 則通過免疫平衡發(fā)揮保護(hù)作用,上述炎癥因子相互作用所產(chǎn)生的整體效應(yīng)體現(xiàn)在肺部的病理特征為嚴(yán)重的炎癥細(xì)胞浸潤與杯狀細(xì)胞異常增生[]。本研究結(jié)果顯示,麻黃-桂枝藥對能顯著改善哮喘寒飲蘊肺證大鼠氣道中的炎癥細(xì)胞浸潤及支氣管的異常變化,可顯著降低血清中IL-6、IL-13、TNF- α?∝ 含量以及肺組織中IL-6、IL-13、TNF- α mRNA表達(dá)水平,提高血清中IFN- ?γ 含量和肺組織中 IFN-γmRNA 表達(dá)水平,提示麻黃-桂枝藥對能夠緩解哮喘氣道炎癥。
在機(jī)體中,Th1/Th2調(diào)控機(jī)制失衡是引發(fā)慢性支氣管哮喘最重要的環(huán)節(jié)之一。有研究顯示,在Th2哮喘發(fā)病機(jī)制中,TSLP是引發(fā)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子,抑制TSLP表達(dá)可使體內(nèi)Th2型細(xì)胞因子產(chǎn)生減少,從而緩解Th1/Th2失衡[12-13]。TLR4可促進(jìn)細(xì)胞因子合成與釋放,參與炎癥反應(yīng)以及哮喘的發(fā)生[4]。激活TLR4可觸發(fā)核因子 κB 信號通路,誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),刺激TNF- σ?α?α?α?α IL-6、IL-4、IL-5等炎癥因子的表達(dá)[5]。本研究結(jié)果顯示,麻黃-桂枝藥對能顯著抑制哮喘寒飲蘊肺證大鼠肺組織中TSLP、TLR4mRNA及蛋白的表達(dá),降低Th2細(xì)胞因子的合成,緩解Th1/Th2失衡,進(jìn)而減輕哮喘大鼠的炎癥反應(yīng),改善哮喘癥狀。
綜上所述,麻黃-桂枝藥對能顯著改善哮喘寒飲蘊肺證大鼠的呼吸功能,減輕氣道炎癥,其作用機(jī)制可能與抑制TLR4/TSLP信號通路、調(diào)節(jié)Th1/Th2失衡有關(guān)。
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(編輯:鄒麗娟)