★ 熊英 宋志秀 顾云 陆金路 韦姜飞 秦宇航 朱延(.南京中医药大学 南京003;.南京中医药大学第二临床医学院针药结合教育部重点实验室 南京 003)
哮喘是儿童最常见的呼吸道疾病之一,内源性的特异性促炎症消退介质(SPMs)调控障碍被认为是哮喘急性炎症不能及时消退,并转为慢性炎症的重要原因[1]。中医学认为,脾虚是儿童哮喘的重要病理基础[2]。笔者前期临床研究发现,脾虚与患有哮喘等过敏性疾病儿童的过敏体质密切相关[3];动物实验研究也提示,脾虚导致哮喘大鼠促炎症消退介质水平升高受限,促炎和促炎症消退介质之间平衡紊乱,哮喘炎症消退减缓等[4-5]。还有研究表明,脾虚使哮喘大鼠肺组织核转录因子κBp65 (NF-κBp65)的活性进一步增加[6],而 NF-κBp65 活化与哮喘时多种炎性蛋白的高表达有关[7]。
捏脊法是防治儿童哮喘的常用外治法,有较好的临床效果[8-9]。动物实验研究结果也显示,捏脊法可有效改善脾虚哮喘大鼠的肠道菌群失调,改善促炎和促炎症消退介质之间的失衡,有助于肺部炎症的消退[4-5]。
环氧合酶-2(COX-2)、5-脂氧合酶(5-LO)和15-LO 是参与促炎和促炎症消退介质类别转换和合成的关键酶[1],因而可能在哮喘炎症的转归中有着重要作用[10]。因此,本研究欲通过观察脾虚对哮喘大鼠COX-2、5-LO、15-LO水平和NF-κBp65活化程度的影响以及捏脊法的干预作用,以探索脾虚为儿童哮喘重要病理基础的依据以及捏脊法的效应机制。
1.1 实验动物和分组 雄性SPF级SD幼鼠42只(体重40.0~50.7g),由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供(许可证号:SCXK(沪)2007-0005)。按照随机数字法,将SD幼鼠分成4组:对照组(n=6),哮喘组(n=12),脾虚哮喘组(n=12),脾虚哮喘捏脊组(n=12),各组大鼠体重无明显差异(P>0.05)。实验室光照适度,洁净程度及通风条件良好,室温(22℃±2℃),湿度50%~70%,常规饲料喂养。
1.2 主要药物、试剂及仪器 实验中所用中药材由南京中医药大学国医堂门诊部提供,冷水浸泡30min,煎煮2次后将药液合并,且浓缩至1mL/g的原药材。卵蛋白(OVA,Grade V,Sigma公司,货号A5503),酶联免疫(ELISA)试剂盒(上海酶联生物科技有限公司),NF-κB p65兔抗大鼠多克隆抗体(武汉博士德生物工程有限公司),雾化器(江苏鱼跃器械有限公司),Rayto RT-6100酶标分析仪,DP71/BX60型显微镜(Olympus Corp.,Tokyo, Japan)。
1.3 脾虚哮喘大鼠模型的建立 以破气耗气加饥饱失常方法建立脾虚模型,继而采用OVA致敏和激发方法建立哮喘模型[5],对照组和哮喘组以自来水灌胃,对照组以生理盐水致敏与激发。
1.4 捏脊法干预 助手轻轻固定大鼠头尾部,操作者先以指腹从大椎沿脊柱正中轻抚大鼠背部皮肤至尾根部3遍;再以双手拇食指轻轻对称提起大鼠背部中线两侧的皮肤,并以指腹相对用力,紧贴中线从尾根部捏至大椎穴处,共7遍,最后以3遍捏三提一结束,力量以大鼠不尖叫且较平静为度。捏脊法干预在脾虚造模第10天始至OVA致敏前每周一、三、五、日各操作1次,OVA致敏期间每日操作1次。
1.5 ELISA检测大鼠肺组织COX-2、5-LO和15-LO水平 右肺叶部分组织剪成小块分装于冻存管,投入液氮后储存于-80℃冰箱储存待测。ELISA检测严格按照相应试剂盒说明进行,测定吸光度值并换算成浓度水平。
1.6 免疫组化检测并计算NF-κBp65细胞入核的百分比 采用免疫组织化学SABC(Strept Avidin-Biotin Complex)法检测,操作步骤按说明书进行。以细胞核着棕黄色为NF-κBp65入核细胞,主要观察肺内小支气管及其周围部位,每张切片随机选取5个高倍视野(X400),计算NF-κBp65入核细胞数占总细胞数的百分比,取平均值作为该切片的代表值,以此表示其活性程度。
2.1 各组大鼠肺组织COX-2、5-LO和15-LO水平 见表1。与对照组比较,在哮喘造模结束后18h和42h,哮喘组、脾虚哮喘组和脾虚哮喘捏脊组的COX-2水平均明显上升(P均<0.01),且各组42h水平均显著高于18h时(P均<0.01)。脾虚哮喘组18h和42h 的COX-2水平均显著高于哮喘组(P均<0.01),而脾虚哮喘捏脊组18h和42h的COX-2水平均显著低于脾虚哮喘组(P均<0.01)。
与对照组比较,在哮喘造模结束后18h和42h,哮喘组、脾虚哮喘组和脾虚哮喘捏脊组的5-LO水平均明显上升(P均<0.01),且各组42h水平均显著高于18h时(P均<0.01)。脾虚哮喘组18h和42h的5-LO水平与哮喘组均无明显差异(P均>0.05),而脾虚哮喘捏脊组18h和42h的5-LO水平也与脾虚哮喘组无明显差异(P均>0.05),18h时却明显高于哮喘组(P<0.05)。
与对照组比较,在哮喘造模结束后18h和42h,哮喘组、脾虚哮喘组和脾虚哮喘捏脊组的15-LO水平均明显上升(P均<0.01),且各组42h水平均显著高于18h时(P均<0.01)。脾虚哮喘组18h的15-LO水平与哮喘组无明显差异(P>0.05),但42h已显著低于哮喘组42h的水平(P<0.01),而脾虚哮喘捏脊组18h和42h的15-LO水平均显著高于脾虚哮喘组(P均<0.01),且明显高于哮喘组(P均<0.01)。
表1 各组肺组织脂质介质合成酶的水平比较() pg/mL
表1 各组肺组织脂质介质合成酶的水平比较() pg/mL
注:与正常对照组比较,△△P<0.01;与哮喘组(18h)比较,▼▼P<0.01;与脾虚哮喘组(18h)比较,**P<0.01;与哮喘组(42h)比较,☆☆P<0.01,☆P<0.05;与脾虚哮喘组(42h)比较,★★P<0.01,★P<0.05;与捏脊脾虚哮喘组(18h)比较,◇◇P<0.01。
组别 n COX-2 5-LO 15-LO正常对照组 18h 6 129.00±6.74 861.47±100.58 625.18±41.06哮喘组18h 6 196.01±10.77△△ 1300.48±63.57△△ 685.67±16.98△△42h 6 233.00±15.18△△▼▼ 1946.60±115.62△△▼▼ 817.50±31.49△△▼▼脾虚哮喘组18h 6 244.29±16.65△△▼▼ 1376.91±75.65△△ 674.16±35.66△△42h 6 270.09±20.38△△**☆☆ 2016.54±226.00△△** 762.58±26.16△△☆☆**脾虚哮喘捏脊组18h 6 218.32±13.73△△▼** 1496.84±239.74△△▼ 780.35±31.03△△▼▼**42h 6 244.25±20.78△△★★◇◇ 2026.52±148.58△△◇◇ 870.71±17.01△△☆☆★★◇◇
2.2 免疫组化测定肺组织NF-κBp65的活性 见图1。NF-κBp65进入细胞核是其被激活的表现,NF-κBp65入核的细胞数占细胞总数的比例为其活性程度。免疫组化结果显示,与对照组相比,各组NF-κBp65活性均显著升高(P<0.01,P<0.05)。
哮喘组和脾虚哮喘捏脊组42h的NF-κBp65活性均比18h明显降低(P均<0.05),但脾虚哮喘组42h与18h并无显著差异(P>0.05)。脾虚哮喘组42h的NF-κBp65活性显著高于哮喘组42h时水平(P<0.05),脾虚哮喘捏脊组18h和42h的NF-κBp65活性均显著低于脾虚哮喘组(P<0.05,P<0.01)。
图1 肺组织NF-κBp65的活性比较
ω-6长链多不饱和脂肪酸(PUFAs)为必需脂肪酸,其中的花生四烯酸(AA)一方面可通过5-LO合成半胱氨酸白三烯(CysLTs),或者通过5-LO与15-LO/12-LO的共同作用合成脂氧素(LXs);另一方面也可通过COX-2合成包括前列腺素 E2(PGE2)在内的 PGs[11]。在炎症消退时的脂质介质类别转换过程中,COX-2途径的PGs在较低水平时即可启动从5-LO活性占优势向15-LO活性占优势的转换,并促进经15-LO途径的SPMs合成[12]。但过多的COX-2表达也可能会抑制5-LO和15-LO基因的表达[13]。本研究显示,脾虚导致COX-2水平的异常升高,这与前期研究显示的脾虚导致PGE2水平异常升高的结果是一致的[5]。而各组COX-2水平在42h比18h水平仍显著升高,与NF-κBp65活性变化结合来看,提示在这两个时间节点间可能还存在炎症高峰期。
CysLTs和LXs均为AA的代谢产物,LXA4/CysLTs若出现不平衡,可导致哮喘发作或加重。CysLTs为促炎介质,5-LO是其合成的关键酶,在体内主要由嗜酸性粒细胞、肥大细胞、单核细胞和上皮细胞通过单细胞或者跨细胞途径合成;以LXA4为代表的LXs为促炎症消退介质,5-LO和15-LO 是其合成的关键酶[10,14]。
笔者前期的研究结果表明,脾虚导致哮喘炎症的消退延缓,可能与LXA4/CysLTs之间的失衡有关[5]。本研究结果显示,脾虚导致15-LO水平升高缓慢,这与脾虚导致LXA4升高缓慢,使LXA4/CysLTs失衡的结果是一致的;但脾虚并未导致5-LO水平的明显变化,这可能与5-LO同时参与促炎介质和促炎症消退介质生成的双重角色有关。
捏脊法既是一种外治法,又是小儿推拿最常用的手法之一,防治儿童哮喘有较好的临床效果[8-9]。捏脊法循督脉和足太阳膀胱经操作,善于健脾、调理脏腑[15]。本研究显示,捏脊法有助于降低脾虚大鼠肺组织的COX-2水平,提升15-LOX水平,并减轻NF-κBp65的激活,这可能是其改善脾虚哮喘促炎/促炎症消退介质平衡,促进肺部炎症消退的机制之一。
本研究表明,脾虚导致哮喘大鼠15-LO水平升高缓慢,COX-2水平异常升高,肺组织NF-κBp65的活性增加。捏脊法可提升脾虚哮喘大鼠肺组织15-LO水平,降低COX-2水平,降低NF-κBp65的活性,这可能是其干预儿童哮喘的重要机制之一。