复方薤白胶囊对慢性阻塞性肺疾病大鼠模型气道重塑作用的研究*

袁永丰曾 亮

（1.南京中医药大学附属医院，江苏 南京 210029；2.南京中医药大学第一临床医学院，江苏南京 210046）

·研究报告·

复方薤白胶囊对慢性阻塞性肺疾病大鼠模型气道重塑作用的研究*

袁永丰1曾 亮2△

（1.南京中医药大学附属医院，江苏 南京 210029；2.南京中医药大学第一临床医学院，江苏南京 210046）

目的观察复方薤白胶囊对慢性阻塞性肺疾病（COPD）大鼠气道重塑作用的影响。方法120只大鼠采用随即机表分为正常对照组、模型组及复方薤白治疗组3组，气管注射脂多糖及熏香烟联合造模方法制备COPD大鼠模型。正常对照组、模型组灌胃10 mL/kg纯净水，复方薤白治疗组灌胃给予复方薤白胶囊混悬液（38 g/mL），连续14 d。光镜下观察大鼠病理学改变；免疫组化法测量支气管-肺组织中TIMP-1、MMP-9蛋白阳性表达面积比率。结果模型组支气管纤毛上皮部分脱落，纤毛粘连倒伏、变性、坏死，气道上皮复层化，杯状上皮细胞增生；支气管平滑肌厚度明显增加，管腔内有中度渗出物；气管黏膜下层、肌层可见大量嗜酸性细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及少量浆细胞浸润。复方薤白治疗组支气管纤毛轻度粘连倒伏、变性，杯状上皮细胞轻度增生，支气管平滑肌厚度轻度增加，管腔内无渗出物；气管黏膜下层、肌层可见少量嗜酸性细胞、淋巴细胞及少量浆细胞浸润。与正常对照组比较，模型组大鼠支气管壁厚度、平滑肌厚度、MMP-9、TIMP-1阳性细胞平均面积、累积光密度、光密度均高于正常对照组（均P＜0.05）。与模型组比较，复方薤白治疗组大鼠支气管壁厚度、平滑肌厚度、MMP-9、TIMP-1阳性细胞平均面积、累积光密度、光密度则低于模型组 （均P＜0.05）。结论复方薤白胶囊可以有效减轻COPD支气管壁及平滑肌增厚，有效降低COPD大鼠支气管-肺组织TIMP-1、MMP-9的分布及表达，抑制COPD大鼠模型的气道重塑，延缓COPD的发展。

COPD 大鼠模型 气道重塑 复方薤白胶囊

慢性阻塞性肺疾病（COPD）病理改变是肺组织慢性炎症导致不正常的反复损伤、修复，逐渐出现气道重构和气流阻塞［1-3］，是慢性呼吸系统疾病主要死因［4］。中医学认为该病病机是痰瘀互结，阻于肺络，闭郁气道，即COPD气道重塑的中医病机［5］。复方薤白胶囊具有通阳宣痹、理气化痰、止咳平喘之功，前期临床实践证明复方薤白胶囊对改善COPD患者咳嗽、咯痰、喘息等症状、体征有明显疗效［6］。本研究通过观察各实验组大鼠肺组织病理变化及MMP-9、TIMP-1细胞因子的分布表达，观察复方薤白胶囊干预下COPD的气道重塑情况。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 动物及分组 雄性Wister清洁级大鼠120只（合格证号0006891），体质量（200±20）g，由南京中医药大学实验动物中心提供，饲养于二级动物实验室，10只/笼。称量体质量后，按随即机表分为正常对照组、模型组、复方薤白治疗组3组。

1.2 药物及试剂 复方薤白胶囊由南京中医药大学附属江苏省中医院提供（批号100330）。地塞米松（天津药业焦作有限公司生产，批号10051411）。脂多糖（LPS）由美国Sigma公司提供（批号20100729）。大前门牌香烟（南京卷烟厂生产，焦油含量12 mg/支）。

1.3 COPD大鼠模型制备 应用香烟熏吸加气管内注入LPS法建立COPD模型。大鼠在第1日和第14日采用1%戊巴比妥钠（40 mg/kg）腹腔注射麻醉，将其固定于解剖台上，头低位，暴露声门，将18号静脉套管针快速插入气管，拔出针芯，用1 mL注射器1 s钟内注入溶于 0.9%氯化钠注射液的脂多糖 0.2 mL（200 μg/μL），然后将大鼠直立左右旋转，使脂多糖能够均匀分布于两肺。第2～28日（第14日除外）将大鼠分组置入自制密闭造模箱内，给予大鼠每天上午香烟烟熏30 min，每次4支香烟。

1.4 给药 造模成功后各组大鼠均灌胃给药，每日1次，灌胃容积每次20 mL，连续灌胃15 d。正常对照组，灌服0.9%氯化钠注射液等容积灌胃，每日1次。模型组，灌服0.9%氯化钠注射液等容积灌胃，每日1次。复方薤白治疗组，将复方薤白胶囊配成38 g/mL的混悬液，给药剂量760 mg/（kg·d）。

1.5 标本采集及处理 实验结束后，按4 mL/kg腹腔注射10%水合氯醛麻醉，股动脉放血处死大鼠，取出右肺，剪取下叶，用10%福尔马林固定48 h，常规梯度乙醇脱水、浸蜡，包埋，中性树胶封片。

1.6 观察指标 1）支气管形态学检测。400倍光学显微镜下挑选3支有完整横断面的中小支气管，分析测量基底膜周径（Pbm）、支气管总面积（Wat1）、管腔面积（Wat2）、平滑肌外缘内气管面积（Wam1）、平滑肌内缘内气管面积（Wam2）。随机取HE切片中直径100～200 μm较规整的小支气管横截面，测量其支气管管壁厚度以及管壁内周长。按评分表评价小气道重塑的情况。2）小气道MMP-9、TIMP-1的免疫组化测定。免疫组化染色结果经显微图像分析，在显微镜400倍视野下，每张切片分别从四周和中间随机选取5个视野，测定肺组织MMP-9、TIMP-1表达颗粒的吸光度，取其平均值作为该只大鼠MMP-9、TIMP-1的蛋白表达量。

1.7 统计学处理 采用SPSS17.0统计学软件。计量资料以（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，在利用Dunnett-t检验进行两两比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组大鼠支气管-肺组织病理学改变 模型组支气管纤毛上皮部分脱落，纤毛粘连倒伏、变性、坏死，气道上皮复层化，杯状上皮细胞增生；支气管平滑肌厚度明显增加，管腔内有中度渗出物；气管黏膜下层、肌层可见大量嗜酸性细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及少量浆细胞浸润。复方薤白治疗组支气管纤毛轻度粘连倒伏、变性，杯状上皮细胞轻度增生，支气管平滑肌厚度轻度增加，管腔内无渗出物；气管黏膜下层、肌层可见少量嗜酸性细胞、淋巴细胞及少量浆细胞浸润。

2.2 各组大鼠支气管壁厚度及平滑肌厚度比较 见表1。结果示，与正常对照组比较，模型组大鼠支气管壁厚度和平滑肌厚度均高于正常对照组（P＜0.05）。与模型组比较，复方薤白治疗组大鼠支气管壁厚度和平滑肌厚度则低于模型组（P＜0.05）。

表1 各组大鼠支气管壁厚度和平滑肌厚度比较（μm2/μm，±s）

表1 各组大鼠支气管壁厚度和平滑肌厚度比较（μm2/μm，±s）

与正常对照组比较，*P＜0.05；与模型组比较，△P＜0.05。下同。

组别 n W a t W a m正常对照组 2 0 1 8 . 5 9 ± 3 . 7 4 4 . 2 2 ± 0 . 4 2模型组 2 0 3 6 . 0 9 ± 5 . 9 4*9 . 4 1 ± 1 . 8 0*复方薤白治疗组 2 0 2 3 . 0 3 ± 2 . 2 4△4 . 9 4 ± 1 . 2 0△

2.3 各组大鼠MMP-9、TIMP-1的在小气道上皮及肺组织中表达情况的比较 见表2，表3。结果示，与正常对照组比较，模型组MMP-9、TIMP-1阳性细胞平均面积、累积光密度、光密度均升高（P＜0.05）。与模型组比较，正常对照组、复方薤白治疗组MMP-9、TIMP-1阳性细胞平均面积、累积光密度、光密度均降低（P＜0.05）。

表2 各组大鼠肺组织细胞因子MMP-9表达比较（±s）

表2 各组大鼠肺组织细胞因子MMP-9表达比较（±s）

组 别 n 阳性细胞平均面积（μ m2）累积光密度 光密度正常对照组 2 0 1 2 8 . 7 6 ± 3 5 . 9 1*模型组 2 0 2 2 4 . 1 3 ± 4 7 . 7 2△1 1 . 2 6 ± 4 . 6 4*0 . 0 8 ± 0 . 0 2*3 4 . 2 4 ± 8 . 9 4△0 . 1 6 ± 0 . 0 4△复方薤白治疗组 2 0 1 5 1 . 2 4 ± 3 6 . 8 7*9 . 0 1 ± 2 . 6 2*0 . 0 6 ± 0 . 0 4*

表3 各组大鼠肺组织细胞因子TIMP-1表达比较（±s）

表3 各组大鼠肺组织细胞因子TIMP-1表达比较（±s）

组 别 n 阳性细胞平均面积（μ m2）累积光密度 光密度正常对照组 2 0 1 3 0 . 5 1 ± 4 6 . 4 0*模型组 2 0 1 8 5 . 7 8 ± 1 4 . 2 1△1 8 . 2 7 ± 8 . 8 9*0 . 1 3 ± 0 . 0 3*4 1 . 2 8 ± 1 1 . 0 2△0 . 2 2 ± 0 . 0 4△复方薤白治疗组 2 0 1 2 7 . 6 5 ± 2 2 . 2 6*2 1 . 6 6 ± 5 . 4 9 0 . 1 5 ± 0 . 0 1*

3 讨 论

研究证实气道重塑是COPD的重要病理特征［7-8］，一般认为与炎症、氧化应激、蛋白酶-抗蛋白酶失衡及细胞凋亡等导致的损伤和修复有关［9-10］，对气道组织学直接评估是评估COPD气道重塑较准确的方法［11］。本研究采用2次气管内注入脂多糖加烟熏复制大鼠COPD模型，通过HE染色观察COPD大鼠支气管-肺组织病理学改变以及气道壁厚度显示，模型组大鼠具有气道炎症、气道重塑等病理改变，符合COPD模型的形态学和病理学改变，说明COPD大鼠模型复制成功。

复方薤白胶囊是以瓜蒌薤白白酒汤为基础制成，方以薤白、瓜蒌、半夏等为主药，具有通阳宣滞、理气化痰、止咳平喘的功效。本研究结果表明，复方薤白胶囊对COPD大鼠肺组织的相关损伤起一定保护作用，可减轻炎症反应程度，并改善大鼠支气管壁厚度及平滑肌厚度，改善COPD大鼠整体功能状况。由此可见，复方薤白胶囊可抑制COPD大鼠小气道炎症基础上的气道重塑。

本研究通过免疫组化法观察肺组织中细胞因子MMP-9、TIMP-1的分布及表达，结果显示，模型组大鼠肺组织细胞因子MMP-9表达明显高于正常对照组。与模型对照组比较，复方薤白治疗组可降低大鼠肺组织中细胞因子MMP-9、TIMP-1的分布及表达，提示复方薤白胶囊可通过降低COPD肺组织中MMP-9、TIMP-1的表达及活性，抑制气道和肺的细胞外基质（ECM）、基质膜降解，从而抑制气道重塑。

COPD模型大鼠具有明显的气道炎症及气道壁增厚的特征［12-13］。复方薤白胶囊可以有效减轻COPD支气管壁及平滑肌增厚，减轻组织和细胞损伤，有效抑制COPD大鼠支气管-肺组织TIMP-1、MMP-9分布及表达，抑制COPD气道重塑。复方薤白胶囊对COPD大鼠模型具有抗炎作用，并干预气道重塑，能较好修复和缓解COPD模型的病理改变，延缓COPD的发展。本研究结果为临床进一步探索复方薤白胶囊有效抑制COPD气道炎症和气道重塑提供了理论依据。

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The Study of the Role on of CMOC on the Airway Remodeling in Rats with COPD

YUAN Yongfeng，ZENG liang. Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine，Jiangsu，Nanjing 210029，China

Objective：To investigate the role of CMOC on the in airway remodeling in rats with COPD.Methods：The rat model of COPD was established by cigarette smoking combined with intratracheal injection of lipopolysaccharide（LPS）.120 rats were randomly divided into three groups：normal control group，model group and CMOC treatment group.The normal group and model group were intragastrically given the 10 mL/kg pure water，the treatment group were given CMOC by stomach（38 g/mL），for 14 consecutive days.Pathological changes were observed under light microscopy；positive expressions of MMP-9 and TIMP-1 area ratios in the bronchiallung tissue were determined using immunohistochemical method.Results：The bronchial wall and smooth muscle layer in the model group were thicker than normal group.Expression of MMP-9 and TIMP-1 in the model group were higher than normal group，the differences were statistically significant；compared with model group，the expression of MMP-9 and TIMP-1 of CMOC in treatment group were significantly decreased（all P＜0.05）.Conclusion：CMOC can effectively improve the bronchial wall and smooth muscle layer thickening，CMOC can effectively reduce the expression and distribution of MMP-9，TIMP-1，inhibit the airway remodeling of COPD rats model and delay the development of COPD.

COPD；Airway remodeling；MMP-9；TIMP-1

R285.5

A

1004-745X（2015）06-0967-03

10.3969/j.issn.1004-745X.2015.06.011

2015-03-07）

江苏省高校自然科学研究面上资助项目（11KJB360002）

△通信作者（电子邮箱：zengl8@126.com）