氨溴索对 COPD大鼠肺组织病理形态及其 COX-2表达的影响

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(1青岛市第三人民医院,山东青岛 266041;2青岛大学医学院)

目前认为慢性阻塞性肺疾病(COPD)发病与气道炎症、氧化反应等因素有关[1]。氨溴索是一种较新的黏液溶解剂,具有呼吸道润滑、祛痰、抗氧化、清除氧自由基及抑制炎性细胞因子等作用[2,3]。2008年 4月～2010年 9月,本研究建立了大鼠 COPD模型,观察了氨溴索对 COPD大鼠模型肺组织病理改变及其 COX-2表达的影响。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料 Wistar大鼠由青岛市药检所动物养殖中心提供;COX-2大鼠单克隆抗体;SP免疫组化染色试剂盒。

1.2 动物分组与 COPD模型的建立 健康雄性Wistar大鼠 32只,鼠龄 12周,体质量(240±20)g,清洁级。随机分为以下 3组:①对照组:8只,室内正常喂养,腹腔内注射灭菌生理盐水 1 ml,1次/d,共 40 d。②模型组:12只,用香烟熏吸加气管内注射 LPS法建立 COPD模型。分别于第 1、21天向大鼠气管内注入 LPS各 200μg(共 200μl),第 2～20天、第 22～40天将大鼠置于密闭有机玻璃熏箱内,注入香烟烟雾,每次 10支香烟,持续 2 h,2次/d。第 1～40天腹腔注射灭菌生理盐水 1 ml,1次/d。光镜及电镜下观察后判定模型建立情况。③氨溴索组:12只,在建立大鼠 COPD模型的第 10天起每天腹腔注射氨溴索 40 mg/kg,1次/d,共 40 d。

1.3 动物处理及肺组织形态学观察 40 d后对大鼠行腹腔麻醉,常规灌流固定后解剖,将肺组织离体,甲醛固定,常规石蜡切片,HE染色,光镜观察肺组织上皮结构、纤毛、肺泡的变化情况;每组各切取3份截面约 2 mm×10 mm的肺组织条,固定、脱水、包埋、切片、染色后透射电镜下观察。

1.4 肺组织中 COX-2的测定 采用免疫组化 SP法。PBS液代替一抗作阴性对照。每组动物取 15张切片,以细胞质出现棕黄色颗粒为 COX-2阳性。每张切片选取 5个视野,取平均吸光度值表示COX-2相对表达量。

1.5 统计学方法 采用 SPSS11.0统计软件。样本均数比较用单因素方差分析。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠肺组织形态学观察结果 光镜下观察,对照组大鼠支气管肺组织上皮结构完整,支气管纤毛排列整齐;肺泡结构完整,无气肿以及炎症,大小均匀一致。模型组大鼠支气管纤毛柱状上皮细胞部分剥脱,纤毛粘连、倒伏、变性和坏死;肺泡扩张,融合,部分可见肺大泡,肺泡隔明显增厚,其中可见炎细胞浸润和毛细血管扩张充血。氨溴索组大鼠肺泡有部分扩张、少量炎性细胞浸润、纤毛粘连、倒伏、变性较模型组明显减轻。电镜下观察,模型组大鼠支气管肺组织及各级支气管上皮细胞纤毛明显脱失、减少、紊乱,有的变形甚至坏死;上皮细胞表面微绒毛减少,胞质内线粒体肿胀,游离核糖体减少,内质网扩张;肺泡腔内巨噬细胞溶酶体增多,肺泡壁纤维组织弥漫性增生,Ⅱ型肺泡上皮细胞内板层体空泡化。氨溴索组大鼠纤毛脱失、减少、紊乱不明显,无坏死情况;肺泡腔内可见少许巨噬细胞溶酶体;肺泡壁纤维组织增生较轻,较模型组明显减轻。

2.2 各组肺组织中 COX-2的表达比较 对照组、模型组、氨溴索组大鼠肺组织 COX-2相对表达量分别为 0.187±0.019、0.557±0.042、0.314±0.025,组间相比,P均 ＜0.01。

3 讨论

COPD是一种具有气流受限特征的与气道重塑有关的慢性炎症性疾病,与肺部对香烟烟雾等有害气体或有害颗粒的异常炎症反应有关。近年来,国内外学者对 COPD气道重塑的药物干预作了初步的研究,目前临床常用的有茶碱类药物、抗胆碱能药物及 β受体激动剂等[4]。有关黏液溶解剂干预 COPD的报道较少见。本研究选用氨溴索这一新型黏液溶解剂对 COPD进行干预,结果显示,与模型组相比,氨溴索组光镜下大鼠肺泡有部分扩张、少量炎性细胞浸润、纤毛粘连、倒伏、变性,较模型组明显减轻;电镜下纤毛脱失、减少、紊乱不明显,无坏死情况,肺泡腔内可见少许巨噬细胞溶酶体;肺泡壁纤维组织增生较轻,肺组织病理学改变明显减轻,提示氨溴索可以抑制 COPD进展。

环氧合酶(COX)是花生四烯酸合成前列腺素的限速酶。哺乳动物中 COX有两种同工酶,即COX-1和 COX-2。COX-1在许多正常组织持续表达并维持正常生理功能,而 COX-2在大多数组织中不表达或低表达,是经刺激迅速产生的诱导酶,即由各种损伤性化学、物理和生物因子诱导而产生,进而催化前列腺素合成,参与炎症反应[5,6]。目前已证实COX-2在肺癌、胃癌以及直肠癌等多种肿瘤组织的原发灶和转移灶中过表达。

最近研究表明,COX-2可在支气管上皮细胞和肺泡上皮细胞中诱导表达。Taha等[7]的研究显示,COX-2在 COPD和哮喘患者的诱导痰液及支气管肺泡灌洗液(BALF)中表达明显增加。本研究结果显示,COX-2在模型组、氨溴索组大鼠肺组织中的相对表达量均高于对照组,提示 COX-2在 COPD的发生发展过程中有重要作用。究其机制,我们推测,在COPD中,大量的炎性细胞以及由炎症反应释放的炎性因子等因素可直接或间接引起 COX-2表达升高,这与其他学者的研究结果是一致的[8],但具体机制有待进一步探讨。本研究中,氨溴索组大鼠肺组织 COX-2表达较模型组低,提示氨溴索能降低COX-2在 COPD肺组织中的表达。这可能与氨溴索具有抑制炎性细胞因子、抑制炎症反应等作用有关。同时也说明氨溴索可能是通过降低肺组织中 COX-2的表达从而干预 COPD进展,为临床上应用氨溴索治疗 COPD提供了依据。

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