白藜芦醇对慢性阻塞性肺疾病大鼠核因子κB的抑制作用

张明灯

[摘要] 目的 探讨白藜芦醇对慢性阻塞性肺疾病（COPD）大鼠核因子NF-κB的抑制作用，从而阐明白藜芦醇的抗炎作用机制。 方法 用丙烯醛雾化吸入构建COPD大鼠模型。不同浓度的白藜芦醇（5、15、45 mg/kg）预处理COPD大鼠模型，逆转录PCR法检测不同浓度白藜芦醇对COPD大鼠模型肺组织核因子NF-κB的抑制作用。 结果 不同浓度的白藜芦醇显著抑制COPD大鼠模型肺组织炎症因子NF-κB的水平。 结论 白藜芦醇通过抑制炎症因子NF-κB的水平从而对COPD模型大鼠肺组织发挥抗炎作用。

[关键词] 慢性阻塞性肺疾病；白藜芦醇；核因子-κB；抗炎

[中图分类号] R965 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2014）10（b）-0014-03

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种慢性气道炎症性疾病，气道炎症可引起气管黏膜充血水肿、黏液分泌增多、气管平滑肌痉挛，最终导致气流受限及肺结构破坏[1]，抑制炎症反应成为治疗COPD的重要靶点。植物多酚白藜芦醇（resveratrol，Res）具有显著的抗氧化、抗炎和抗衰老等生物学效应，在COPD、支气管哮喘、肺纤维化等肺部炎症性疾病中具有抗炎保护作用[2]。雾化吸入丙烯醛可以诱导产生COPD SD大鼠模型[3]，本实验通过检测不同浓度白藜芦醇对COPD大鼠模型肺组织炎性炎症因子NF-κB的mRNA表达的抑制作用，探讨白藜芦醇对COPD大鼠模型肺组织是否具有抗炎机制。

1 材料和方法

1.1 实验材料

主要仪器和试剂：Bio-Rad ChemiDoc XRS凝胶图像分析系统（美国Bio-Rad公司）、PCR仪（Bio-Rad公司）、电泳仪（北京赛因坦科技有限公司）；白藜芦醇（批号：R4080）、NF-κB的基因引物（上海生物工程公司合成）；丙烯醛（购自美国Sigma公司，批号A2635）；Trizol RNA提取试剂盒和逆转录试剂盒（美国Invitrogen公司）。

实验动物：昆明医科大学实验动物中心提供的50只SD雄性大鼠（SPF级），体重为（400±25）g。

1.2 实验方法

1.2.1 实验动物分组及造模 SD雄性大鼠50只（SPF级），按照随机数字表法分成5组，每组10只，分别为对照组、COPD模型组、白藜芦醇低剂量预防组、白藜芦醇中剂量预防组、白藜芦醇高剂量预防组。使用规格为35 cm×40 cm×50 cm的动物熏吸箱（课题组自制），将各组大鼠分别放入其中，然后采用蒸馏水分别对模型组、对照组大鼠灌胃，1 h后对模型组进行丙烯醛（6.87 μg/L）雾化吸入，而对照组采用蒸馏水雾化吸入。预防组分别用低、中、高剂量白藜芦醇灌胃，给药1 h后，分别进行丙烯醛雾化吸入，5 mg/（kg·d）、15 mg/（kg·d）、45 mg/（kg·d）分别标记为低、中、高剂量。上下午2次雾化吸入，每次持续2 h， 间隔5 h，5 d/周，共120 d。

1.2.2 大鼠肺组织中炎症因子NF-κB表达量的变化 水合氯醛麻醉大鼠后取出肺组织，按照TRNzol RNA提取试剂盒步骤进行总RNA的提取、cDNA的合成、目的片段的扩增（PCR法）。反应条件：NF-κB预变性15 min（95℃），变性15 s（95℃），退火25 s（60℃），延伸20 s，循环45次。GAPDH：预变性15min（95℃），变性15 s（95℃），退火25 s（60℃），延伸20 s（72℃），45次循环。PCR反应产物在琼脂糖胶电泳45 min，凝胶图像分析系统采集图像，Quantity one4.4.0计算各条带的荧光强度值及其与GAPDH的比值、引物序列及其产物长度（表 1）。

1.3 统计学处理

采用SPSS 17.0 统计学软件对数据进行分析，计量资料以x±s表示，采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

模型组、白藜芦醇预防组NF-κB的mRNA水平与对照组比较均增高，差异有统计学意义（P<0.05）；白藜芦醇低、中和高剂量预防组NF-κB的mRNA水平与模型组比较均降低，差异有统计学意义（P<0.05） （图1、图2、表2）。

图1 PCR检测不同剂量白藜芦醇抑制丙烯醛诱导肺组织中

NF-κB的表达

图2 不同剂量的白藜芦醇抑制丙烯醛诱导肺组织中NF-κB的

表达水平

与模型组比较，#P<0.05；与对照组比较，*P<0.05

表2 不同剂量的白藜芦醇抑制丙烯醛诱导肺组织中NF-κB的

表达水平（pg/ml，x±s）

与模型组比较，#P<0.05；与对照组比较，*P<0.05

3 讨论

炎症反应导致小气道纤维化和肺泡破坏，这是COPD发病的核心因素。参与COPD炎症反应的炎症因子较为复杂，其中NF-κB调节包括细胞因子、黏附分子、急性期蛋白、转录因子和调节因子等大量基因和炎症反应相关基因的转录，是促炎症基因表达的重要枢纽。NF-κB活化后可促进炎症相关蛋白的表达，因此阻止NF-κB活化成为减轻COPD炎症反应的关键所在。

白藜芦醇为多酚类植物抗毒素，存在于花生、松树、葡萄、桑葚等植物体中，自然界分布广泛，具有抗炎[4]、抗氧化、清除自由基、抗肿瘤[5]、抗血小板聚集、抗动脉粥样硬化、免疫调节等作用。白藜芦醇能够在COPD、支气管哮喘、肺纤维化和肺动脉高压等肺部炎症性疾病中发挥抗炎、抗氧化等生物学作用[6]。

本研究中，COPD模型组、白藜芦醇预防组肺组织NF-κB的mRNA水平均增高，而采用不同剂量白藜芦醇干预后，大鼠肺组织NF-κB的mRNA表达下降，提示白藜芦醇能够发挥抗炎效应。有文献报道，白藜芦醇可以抑制体内促炎症基因表达的枢纽——NF-κB的激活[7]，下调iNOS、TNF-α等炎性因子的基因表达，发挥抗炎效应。有研究提示白藜芦醇能够负调控核因子-κB，减轻COPD炎症细胞活化和IL-8、粒细胞-巨噬细胞集落因子等炎症因子的释放[8]。抑制NF-κB活性成为控制COPD炎症反应的重要靶点。

NF-κB参与调节急性期蛋白、黏附分子、细胞因子、调节因子等免疫应答、炎症反应相关因子的表达，同时活化后的NF-κB能够增强炎性蛋白的表达。NF-κB的活化与COPD的发生、发展密切相关，近年来的研究证实COPD是一种全身炎症性疾病，因此抗炎治疗在COPD的治疗中有着举足轻重的地位。

大量研究报道了白藜芦醇抗炎作用的分子机制，白藜芦醇可通过抑制NF-κB活化减轻糖尿病大鼠血管炎症反应及巨噬细胞聚集[9]；白藜芦醇通过NF-κB途径阻滞兔关节软骨凋亡[10]，提示白藜芦醇能够下调NF-κB的表达，这与本研究结果相符合，白藜芦醇抑制NF-κB的具体机制有待进一步研究。

综上所述，NF-κB是调节COPD炎症反应的关键枢纽，而白藜芦醇能够在转录水平抑制NF-κB基因的表达，封闭炎症反应过程。进一步探讨白藜芦醇干预炎症反应的可能机制，可为防止COPD提供新思路。随着白藜芦醇生理、药理活性的深入研究，其有望成为防治COPD的新型药物，将减轻COPD给患者带来的沉重负担[11]，具有广泛的应用前景。

[参考文献]

[1] Vestbo J，Hurd SS，Agustí AG，et al.Global strategy for the diagnosis，management，and prevention of chronic obstructive pulmonary disease：GOLD executive summary[J].Am J Respir Crit Care Med，2013，187（4）：347-365.

[2] Lee M，Kim S，Kwon，OK，et al.Anti-inflammatory and antiasthmatic effects of resveratrol，a polyphenolic stilbene，in a mouse model of allergic asthma[J].Int Immunopharmacol，2009，9（4）：418-424.

[3] Moretto N，Volpi G，Pastore F，et al.Acrolein effects in pulmonary cells：relevance to chronic obstructive pulmonary disease[J].Ann N Y Acad Sci，2012，（1259）：39-46.

[4] Chalal M，Klinguer A，Echairi A，et al.Antimicrobial activity of resveratrol analogues[J]. Molecules，2014，19（6）：7679-7688.

[5] Carter LG，D'Orazio JA，Pearson KJ.Resveratrol and cancer：focus on in vivo evidence[J]. Endocr Relat Cancer，2014，21（3）：R209-R225.

[6] Knobloch J，Hag H，Jungck D，et al.Resveratrola impairs the release of steroid-resistant cytokines from bacterial endotoxin-exposed alveolargic asthma[J].Basic Clin Pharmacol Toxicol，2011，109（2）：138-143.

[7] Siedlinski M，Boer JM，Smit HA，et al.Dietary factors and lung function in the general population：wine and resveratrol intake[J].Eur Respir J，2012，39（2）：385-391.

[8] Knobloch J，Sibbling B，Jungck D，et al.Resveratrol impairs the of steroid-resistant inflammatory cytokines from human airway smooth muscle cells in chronic obstructive pulmonary disease[J].J Pharmacol Exp Ther，2010，335（3）：788-798.

[9] Guo R，Liu B，Wang K，et al.Resveratrol ameliorates diabetic vascular inflammation and macrophage infiltration in db/db mice by inhibiting the NF-κB pathway[J].Diab Vasc Dis Res. 2014，11（2）：92-102.

[10] Eo SH，Cho H，Kim SJ.Resveratrol inhibits nitric oxide-induced apoptosis via the NF-kappa B pathway in rabbit articular chondrocytes[J].Biomol Ther（Seoul），2013，21（5）：364-370.

[11] Slok AH，In T Veen JC，Chavannes NH，et al.Effectiveness of the assessment of burden of chronic obstructive pulmonary disease（ABC）tool：study protocol of a cluster randomised trial in primary and secondary care[J].BMC Pulm Med，2014，（14）：131.

（收稿日期：2014-07-18 本文编辑：祁海文）

NF-κB参与调节急性期蛋白、黏附分子、细胞因子、调节因子等免疫应答、炎症反应相关因子的表达，同时活化后的NF-κB能够增强炎性蛋白的表达。NF-κB的活化与COPD的发生、发展密切相关，近年来的研究证实COPD是一种全身炎症性疾病，因此抗炎治疗在COPD的治疗中有着举足轻重的地位。

大量研究报道了白藜芦醇抗炎作用的分子机制，白藜芦醇可通过抑制NF-κB活化减轻糖尿病大鼠血管炎症反应及巨噬细胞聚集[9]；白藜芦醇通过NF-κB途径阻滞兔关节软骨凋亡[10]，提示白藜芦醇能够下调NF-κB的表达，这与本研究结果相符合，白藜芦醇抑制NF-κB的具体机制有待进一步研究。

综上所述，NF-κB是调节COPD炎症反应的关键枢纽，而白藜芦醇能够在转录水平抑制NF-κB基因的表达，封闭炎症反应过程。进一步探讨白藜芦醇干预炎症反应的可能机制，可为防止COPD提供新思路。随着白藜芦醇生理、药理活性的深入研究，其有望成为防治COPD的新型药物，将减轻COPD给患者带来的沉重负担[11]，具有广泛的应用前景。

[参考文献]

[1] Vestbo J，Hurd SS，Agustí AG，et al.Global strategy for the diagnosis，management，and prevention of chronic obstructive pulmonary disease：GOLD executive summary[J].Am J Respir Crit Care Med，2013，187（4）：347-365.

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[3] Moretto N，Volpi G，Pastore F，et al.Acrolein effects in pulmonary cells：relevance to chronic obstructive pulmonary disease[J].Ann N Y Acad Sci，2012，（1259）：39-46.

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[6] Knobloch J，Hag H，Jungck D，et al.Resveratrola impairs the release of steroid-resistant cytokines from bacterial endotoxin-exposed alveolargic asthma[J].Basic Clin Pharmacol Toxicol，2011，109（2）：138-143.

[7] Siedlinski M，Boer JM，Smit HA，et al.Dietary factors and lung function in the general population：wine and resveratrol intake[J].Eur Respir J，2012，39（2）：385-391.

[8] Knobloch J，Sibbling B，Jungck D，et al.Resveratrol impairs the of steroid-resistant inflammatory cytokines from human airway smooth muscle cells in chronic obstructive pulmonary disease[J].J Pharmacol Exp Ther，2010，335（3）：788-798.

[9] Guo R，Liu B，Wang K，et al.Resveratrol ameliorates diabetic vascular inflammation and macrophage infiltration in db/db mice by inhibiting the NF-κB pathway[J].Diab Vasc Dis Res. 2014，11（2）：92-102.

[10] Eo SH，Cho H，Kim SJ.Resveratrol inhibits nitric oxide-induced apoptosis via the NF-kappa B pathway in rabbit articular chondrocytes[J].Biomol Ther（Seoul），2013，21（5）：364-370.

[11] Slok AH，In T Veen JC，Chavannes NH，et al.Effectiveness of the assessment of burden of chronic obstructive pulmonary disease（ABC）tool：study protocol of a cluster randomised trial in primary and secondary care[J].BMC Pulm Med，2014，（14）：131.

（收稿日期：2014-07-18 本文编辑：祁海文）

NF-κB参与调节急性期蛋白、黏附分子、细胞因子、调节因子等免疫应答、炎症反应相关因子的表达，同时活化后的NF-κB能够增强炎性蛋白的表达。NF-κB的活化与COPD的发生、发展密切相关，近年来的研究证实COPD是一种全身炎症性疾病，因此抗炎治疗在COPD的治疗中有着举足轻重的地位。

大量研究报道了白藜芦醇抗炎作用的分子机制，白藜芦醇可通过抑制NF-κB活化减轻糖尿病大鼠血管炎症反应及巨噬细胞聚集[9]；白藜芦醇通过NF-κB途径阻滞兔关节软骨凋亡[10]，提示白藜芦醇能够下调NF-κB的表达，这与本研究结果相符合，白藜芦醇抑制NF-κB的具体机制有待进一步研究。

综上所述，NF-κB是调节COPD炎症反应的关键枢纽，而白藜芦醇能够在转录水平抑制NF-κB基因的表达，封闭炎症反应过程。进一步探讨白藜芦醇干预炎症反应的可能机制，可为防止COPD提供新思路。随着白藜芦醇生理、药理活性的深入研究，其有望成为防治COPD的新型药物，将减轻COPD给患者带来的沉重负担[11]，具有广泛的应用前景。

[参考文献]

[1] Vestbo J，Hurd SS，Agustí AG，et al.Global strategy for the diagnosis，management，and prevention of chronic obstructive pulmonary disease：GOLD executive summary[J].Am J Respir Crit Care Med，2013，187（4）：347-365.

[2] Lee M，Kim S，Kwon，OK，et al.Anti-inflammatory and antiasthmatic effects of resveratrol，a polyphenolic stilbene，in a mouse model of allergic asthma[J].Int Immunopharmacol，2009，9（4）：418-424.

[3] Moretto N，Volpi G，Pastore F，et al.Acrolein effects in pulmonary cells：relevance to chronic obstructive pulmonary disease[J].Ann N Y Acad Sci，2012，（1259）：39-46.

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[5] Carter LG，D'Orazio JA，Pearson KJ.Resveratrol and cancer：focus on in vivo evidence[J]. Endocr Relat Cancer，2014，21（3）：R209-R225.

[6] Knobloch J，Hag H，Jungck D，et al.Resveratrola impairs the release of steroid-resistant cytokines from bacterial endotoxin-exposed alveolargic asthma[J].Basic Clin Pharmacol Toxicol，2011，109（2）：138-143.

[7] Siedlinski M，Boer JM，Smit HA，et al.Dietary factors and lung function in the general population：wine and resveratrol intake[J].Eur Respir J，2012，39（2）：385-391.

[8] Knobloch J，Sibbling B，Jungck D，et al.Resveratrol impairs the of steroid-resistant inflammatory cytokines from human airway smooth muscle cells in chronic obstructive pulmonary disease[J].J Pharmacol Exp Ther，2010，335（3）：788-798.

[9] Guo R，Liu B，Wang K，et al.Resveratrol ameliorates diabetic vascular inflammation and macrophage infiltration in db/db mice by inhibiting the NF-κB pathway[J].Diab Vasc Dis Res. 2014，11（2）：92-102.

[10] Eo SH，Cho H，Kim SJ.Resveratrol inhibits nitric oxide-induced apoptosis via the NF-kappa B pathway in rabbit articular chondrocytes[J].Biomol Ther（Seoul），2013，21（5）：364-370.

[11] Slok AH，In T Veen JC，Chavannes NH，et al.Effectiveness of the assessment of burden of chronic obstructive pulmonary disease（ABC）tool：study protocol of a cluster randomised trial in primary and secondary care[J].BMC Pulm Med，2014，（14）：131.

（收稿日期：2014-07-18 本文编辑：祁海文）