严兴科,张 燕,于 璐,陈 程,崔海福,杨 波
(1.甘肃中医学院针灸推拿系,甘肃 兰州 730000;2.长春中医药大学针灸推拿学院,吉林长春 130117)
肺与大肠表里相合,是中医脏腑表里相关理论的组成部分之一。肺与大肠在生理上相互联系,病理上相互影响。有资料[1]表明,二者的密切联系具有生物医学依据。以往认为肺表面活性蛋白(surfactant protein,SP)只在肺内存在[2],且有 A、B、C、D 4种亚型,其中以SP-A含量最为丰富,是降低肺泡表面张力,维持肺泡稳定和正常的呼吸功能的重要物质。近来发现,在结肠和小肠表面也有SP-A基因存在和蛋白表达[3],表明肠道表面和肺表面存在密切联系。本实验从针灸治疗哮喘为切入点,观察了哮喘大鼠肺与大肠SP-A mRNA表达改变及针刺对其的调节,为脏腑相关的物质基础研究和针灸效应研究提供依据。
雄性Sprague-Dawley大鼠,清洁级,体质量(130±30)g,由吉林大学实验动物中心提供,动物质量合格证号为20080020。
卵蛋白,OVA,美国Sigma公司进口分装,批号20080321;氢氧化铝,长春新华宇生物科技有限公司,批号20080626;戊巴比妥钠,美国Sigma公司进口分装,批号200901111;TRIzol,美国 Invitrogen公司产品;氯仿,北京市化工厂产品,批号20090121;DEPC原液,Sigma公司进口分装;琼脂糖,西班牙Biowest公司产品;RT-PCR一步法试剂盒,美国Promega公司产品;DNA Marker,北京天根生化科技有限公司产品;引物序列,宝生物工程大连有限公司产品。SMUP-B型生物信号处理系统,上海嘉龙教学仪器厂产品;呼吸流量测定系统,美国Kent Scientific Corporation产品;呼吸流量实验测量软件,复旦大学医学院生理教研室提供;Allegra X-22R低温高速离心机,德国Beckman Coulter公司产品;5418小型高速离心机,Eppendorf公司产品;TC-512 PCR扩增仪,英国Techne公司产品;Cintra 202型紫外分光光度计,澳大利亚GBC公司产品;DYY-12C型水平电泳系统,北京六一仪器厂产品;Power Pac HV电泳仪,美国Bio-Rad公司产品;TANNON-2010数码凝胶图像分析系统及GIS凝胶图像分析软件,上海天能科技有限公司产品;Milli-DI超纯水系统,美国Millipore公司产品。
将48只SD大鼠随机分成空白对照组、捆绑组、假手术组、哮喘模型组、原络配穴组(太渊、偏历)、原穴组(太渊)6组。
哮喘模型组的处理参照文献方法[4]:将SD大鼠在实验第1天一次性向腹腔注射含卵蛋白0.250 g和氢氧化铝凝胶0.250 g的生理盐水1.5 mL以致敏,第15天将大鼠用5 g/L戊巴比妥钠麻醉后固定于手术台上,行气管插管术,并于颈外静脉内注射卵蛋白(0.250 g/kg体质量)激发哮喘发作。原络配穴组大鼠、原穴组大鼠第1天致敏,腹腔注射后1 h进行针刺治疗,于实验第15天激发哮喘发作,方法同上。假手术组大鼠于第1天腹腔注射1.5 mL生理盐水,第15天以等量生理盐水(1 μL/g)行颈外静脉注射,方法同上。空白对照组大鼠不做任何处理,正常饲养。
穴位定位据《实验针灸学》[5]确定。针刺方法:平补平泻,每次留针20 min,每隔5 min行针1次,隔日针刺1次,共针7次。
原络配穴组自实验第1天开始进行针刺治疗,穴位选取太渊(双)、偏历(双);原穴组穴位选取太渊(双);捆绑组自实验第1天起开始捆绑,不针刺,每次20 min,隔日绑1次,共捆绑7次。
1.5.1 各组大鼠总RNA样品的制备
大鼠放血处死后,迅速在冰盘上切取肺、大肠组织。组织选取部位:肺组织——取左肺下叶肺尖(1 cm×1 cm);大肠组织——自阑门向大肠方向2.5 cm处取1 cm肠段。组织切取后用锡纸包好,迅速做好标记放入液氮中冷冻,使液氮渗透到组织内部而防止组织内部发生RNA降解,后移至-80℃超低温冰箱中保存。
用TRIzol法抽提组织中的总RNA,所得总RNA经紫外分管光度计检测纯度及浓度。用紫外分光光度计检测波长260 nm和280 nm的吸光度值,D260/D280的比值在1.8~2.0之间的予以保留,其余弃去不用。总 RNA原液稀释一定比例,使样品总RNA溶液的D260值在0.1~0.4之间,放入通光池中检测,利用公式计算总RNA的浓度。根据所测RNA浓度调整PCR体系中总RNA的体积,使各体系所含的RNA量相同。
1.5.2 肺与大肠SP-A mRNA表达水平
引物序列设计按照参考文献[6],引物序列由宝生物工程(大连)公司合成。SP-A:5’-GGAAGCCCTGGGATCCCTGGA-3’(上游),5’-TGGGTACCAGTTGGTGTAGT-3’(下游);GAPDH:5’-CCATGGAGAAGGCTGGGG3’(上游),5’-CAAAGTTGTCATGGATGACC-3’(下游)。以SP-A为目的基因,以GAPDH为内参,在同一体系内做RT-PCR基因扩增,进行琼脂糖凝胶电泳,将同一泳道内的SP-A与GAPDH两条基因表达条带的相对密度比作为SP-A mRNA表达水平的反映。
一步法RT-PCR反应程序:45℃逆转录45 min,94℃预变性 2 min,94℃变性 30 s,60℃退火1 min,延伸 68℃ 2 min,循环 40次,68℃延伸7 min,最后降至4℃结束反应。基因扩增结束后,取3 mL RT-PCR产物在经EB染色的琼脂糖凝胶上进行电泳,电压60 V,时间为100 min。
各组RNA样品按一步法程序经RT-PCR基因扩增后,进行琼脂糖凝胶电泳。电泳结束将凝胶移至GIS数码凝胶图像分析系统中拍照。
采用SPSS 11.0统计分析软件处理。计量资料数据以均数()±标准差(s)表示,多组间比较和组间两两比较用单因素方差分析。以P<0.05为差别有统计学意义。
肺和大肠组织中均有SP-A mRNA表达。各组中肺和大肠SP-A mRNA的表达水平由SP-A和GAPDH 2条条带的相对密度比代表。见图1及表1,2。
图1 各组大鼠肺与大肠组织SP-A mRNA表达
表1 肺组织中SP-A mRNA表达水平 ±s
表1 肺组织中SP-A mRNA表达水平 ±s
注:与空白对照组对比,**P <0.05;与假手术组对比,###P <0.01;与哮喘模型组对比,△△ P<0.05,△△△P<0.01;与原穴组对比,**P <0.05。
组 别 动物数 SP-A,GAPDH 相对密度比空白对照组81.204 ±0.028捆绑组 8 1.458 ±0.095**假手术组 8 1.538 ±0.202**哮喘模型组 8 0.920 ±0.092###原络配穴组 8 1.215 ±0.211△△△**原穴组 8 1.102 ±0.199△△
表2 大肠组织中SP-A mRNA表达水平 ±s
表2 大肠组织中SP-A mRNA表达水平 ±s
注:与空白对照组对比,**P<0.05;与假手术组对比,##P<0.05;与哮喘模型组比较,△△P<0.05;与原穴组对比,*P>0.05。
组 别 动物数 SP-A,GAPDH 相对密度比空白对照组81.592 ±0.082捆绑组 8 1.760 ±0.056**#假手术组 8 1.210 ±0.103**哮喘模型组 8 0.872 ±0.060##原络配穴组 8 1.071 ±0.062△△*原穴组 8 1.233 ±0.047△△
图1可见,肺和大肠组织中均扩增出目的基因SP-A和内参GAPDH基因,且各组间SP-A基因的表达丰度存在差异。由表1可知,哮喘模型组大鼠肺组织SP-A mRNA表达水平与假手术组对比明显降低,差别有统计学意义(P<0.01);捆绑组、假手术组与空白对照组对比,肺组织SP-A mRNA的表达水平升高,差别有统计学意义(P<0.05),提示捆绑束缚刺激、手术伤害性损伤等因素对大鼠肺SP-A mRNA表达有显著影响;原络配穴组和原穴组大鼠肺组织SPA mRN表达水平与哮喘模型组对比明显升高,差别有统计学意义(P <0.01,P <0.05),且原络配穴组大鼠肺组织SP-A mRNA表达水平高于原穴组,差别有统计学意义(P<0.05)。提示针刺能够明显升高哮喘大鼠肺组织中SP-A mRNA表达水平,原络配穴法效果优于单纯原穴法治疗。
由表2可知,捆绑组、假手术组大肠组织SP-A mRNA表达水平与空白对照组对比,假手术组与捆绑组对比,差别均有统计学意义(P<0.05),提示手术伤害性损伤对大鼠大肠SP-A mRNA表达有明显影响,手术伤害性损伤与捆绑是2种不同性质的刺激;原络配穴组、原穴组大鼠大肠组织SP-A mRNA表达水平与哮喘模型组对比,差别均有统计学意义(P<0.05),而此2组间差别无统计学意义(P>0.05),但以原络配穴组升高幅度较大,提示针刺治疗能够显著升高哮喘大鼠大肠组织SP-A mRNA的表达水平,且以原络配穴法效果较优。
整体观念是中医学的基本特征之一,脏腑相关是其理论核心,认为人体内部的组织器官是相互联系的统一整体[7],并在中医临床实践中发挥着至关重要的指导作用。中医学关于肺和大肠关系的认识源于《黄帝内经》,《灵枢·本输》篇称这种关系为“肺合大肠”,《素问·血气形志》篇称之为“阳明与太阴为表里”。肺与大肠通过经络相联系,构成脏腑阴阳表里的络属关系,构成肺与大肠在生理、病理、治疗上的相互关系。肺与大肠的上述有机联系,是中医学以藏象学说为核心的整体观念的一种体现。
SP-A是肺表面活性物质的重要蛋白成分,在肺泡中的功能是促进PS在气液界面的吸附和扩展,协助表面活性物质磷脂降低表面张力,调节磷脂的合成、分泌和再循环。SP-A能够维持PS正常的结构和代谢,表现为SP-A作为自身调节因子可稳定细胞内外的表面活性物质水平[8]。因此,SP-A在肺中的作用之一是保证PS发挥其正常的生理功能,维持正常的呼吸运动。PS量的减少和SP-A、SP-B等的基因改变与呼吸系统疾病密切相关。有学者[9]测定了哮喘患者与正常人肺泡灌洗液中SP-A蛋白的含量,发现哮喘患者肺泡灌洗液中SP-A含量明显下降(P<0.05),而磷脂酰胆碱含量基本一致。
SP-A有调节炎性及过敏反应的作用,在肺的免疫系统防御功能中有重要作用[10]。以往认为,SP-A只在肺内存在,且含量最为丰富,是降低肺泡表面张力、维持肺泡稳定和正常的呼吸功能的重要物质。近来发现,在结肠和小肠表面也发现有SP-A基因和蛋白表达存在[3],表明肠道表面和肺表面存在密切联系。
本次研究结果也显示,哮喘模型组大鼠肺及大肠组织中SP-A mRNA的表达水平低于假手术组大鼠,而针刺相应腧穴又可使肺和大肠组织中SP-A mRNA表达显著增加,提示SP-A基因和蛋白表达可能是肺和大肠相关的重要物质基础和途径。有资料[11]表明,结肠和肺中SP-A基因序列完全相同,且这两种器官中编码SP-A的基因转录子起始于相同的位点,此为本实验结果提供了依据。本实验中,哮喘发作时SP-A mRNA表达减少,针刺后SP-A mRNA表达增加,说明肺与大肠组织SP-A mRNA的表达减少或增加均与哮喘发病有关,SP-A可能是肺和大肠之间相互联系的物质基础和途径。同时实验结果还显示针刺提高了哮喘大鼠肺和大肠组织中SP-A mRNA的表达水平,且原络配穴组针刺效果优于单纯原穴针刺组,提示针刺参与调节哮喘大鼠肺和大肠组织SP-A mRNA的表达水平,并且强调了表里两经的联系和协同作用,而肺和大肠组织中SP-A存在的联系机制和具体作用途径还有待于今后更深入地研究。
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