黄芪多糖对PM2.5染毒大鼠肺损伤的干预作用

徐生刚 曹玉青 孟军亮 汪如荣 汪斌 王玮

(1河西学院医学院，甘肃 张掖 734000；2甘肃中医药大学；3河西学院附属张掖人民医院)

大量的流行病学及实验研究结果表明，PM2.5是一种能够对人体产生多种损害的重要大气污染物，其中以对呼吸系统的损害最为常见〔1～3〕。研究表明，PM2.5暴露与肺炎、慢性阻塞性肺疾病(COPD)等多种肺部疾病的发生关系密切〔4，5〕。PM2.5的颗粒可穿透肺泡壁，破坏肺泡血-气屏障进入血液循环，引起肺部或全身系统的炎症反应、氧化应激、免疫细胞失衡、表观遗传改变等，导致肺组织结构改变，气道狭窄和破坏，肺实质的损伤，最终引起气流受限和黏膜纤毛功能障碍〔6〕。黄芪多糖具有抗感染、抗氧化、增强机体免疫功能等多种生物学作用〔7，8〕。本实验探讨黄芪多糖对PM2.5所致肺损伤的干预作用及可能的作用机制。

比如在“牛顿第二定律”教学的时候，教师可以变演示实验为分组实验，组织学生分组探究，给每组学生准备以下实验器材：条形磁铁(2根)、弹簧秤(2个)、试管(若干)、绳子等，鼓励学生进行想象，利用教师提供的实验器材进行实验的设计和操作，并记录实验现象，分析和总结实验结论.教师同时设计问题引导学生：力是否可以单独的存在？力的作用是相互的吗，如果是请说出相互作用力之间的关系，如果不是请说明理由.这样，不仅能促进学生的个性化发展，同时也能让学生感受物理定律发现的过程，最后大家互相展示自己的实验和结果，效率要比演示实验好的多，帮助学生增长知识的同时，提升学生的实验探究能力.

1 材料与方法

1.1仪器与试剂 大流量PM2.5采样器(湖北方圆)，组织匀浆机(江苏金坛)，离心机(上海卢湘仪)，恒温水浴锅(上海博讯)，全自动酶标仪(美国伯乐)，紫外分光光度计(日本岛津)。Wistar大鼠购买于中国农业科学院兽医研究所，体重(202.41±10.25)g。黄芪多糖购自西安沃森生物科技有限公司，免疫球蛋白(Ig)A、IgG、IgM、超氧化物歧化物(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、丙二醛(MDA)及血清白蛋白(ALB)试剂盒购于南京建成生物研究所，白细胞介素(IL)-2、IL-8和肿瘤坏死因子(TNF)-α ELISA检测试剂盒购于北京博奥森生物工程有限公司。

1.2PM2.5样品采集 在2019、2020年沙尘天气时，利用PM2.5采样器和玻璃纤维滤膜，采集张掖市区室外空气中的PM2.5颗粒。采样高度为5 m，每天采样24 h，采样流量为10 L/min，连续采集。采集完成后的滤膜剪成约1 cm×1 cm的方块，收集于清洁的小烧杯内，使用去离子水将其完全浸没，利用超声波清洗仪振荡洗脱颗粒物，振荡3次，每次30 min。多层纱布过滤，收集滤液于离心管中，8 000 r/min离心15 min，收集下层沉淀物于培养皿内，真空冷冻干燥，PM2.5颗粒物称重后低温避光保存待用。实验开始之前，用生理盐水将PM2.5颗粒物制成混悬液并超声振荡高温高压灭菌。

1.3实验动物分组及处理 60只SPF级健康雄性Wistar大鼠在温度20～22℃，湿度45%～55%的条件下适应性饲养1 w后，随机分成5组，每组12只，分别为生理盐水对照组、PM2.5染毒组及PM2.5染毒+黄芪多糖低、中、高剂量(100、200和400 mg/kg)干预组。生理盐水对照组：气管滴注 1.5 ml/kg生理盐水；染毒对照组：气管滴注40 mg/kg的PM2.5生理盐水混悬液染毒(按4.5 ml/kg剂量滴注8.89 mg/ml的PM2.5)，隔日1次，共3次〔9〕；PM2.5染毒+黄芪多糖100、200、400 mg/kg组：气管滴注40 mg/kg的PM2.5生理盐水混悬液染毒，隔日1次，共3次，染毒结束后每天分别给予100、200和400 mg/kg黄芪多糖灌胃1次，共7 d。

1.8统计学方法 采用SPSS22.0软件进行方差分析、LSD-t检验。

2.3各组肺组织SOD、CAT、GSH-Px及MDA的比较 与生理盐水组比较，PM2.5染毒组肺组织SOD、CAT及GSH-Px活性降低，MDA含量增高，差异有统计学意义(P<0.05)；与PM2.5染毒组比较，PM2.5染毒+黄芪多糖100、200、400 mg/kg组肺组织SOD、CAT及GSH-Px活性增高，MDA含量降低，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

1.7肺干湿比重(W/D)测定 右肺前叶滤纸吸干表面水分后称其湿重，恒温干燥箱中70℃ 烘干48 h后称其干重，计算W/D。

2.1各组BALF中炎性细胞比较 与生理盐水组比较，PM2.5染毒组BALF中总细胞数、淋巴细胞数、中性粒细胞数、嗜酸性粒细胞数增高，差异有统计学意义(P<0.05)；与PM2.5染毒组比较，PM2.5染毒+黄芪多糖100、200、400 mg/kg组总细胞数、淋巴细胞数、中性粒细胞数、嗜酸性粒细胞数减少，差异有统计学意义(P<0.05)，并随着黄芪多糖剂量的增加，呈剂量依赖性的减少(P<0.05)。见表1。

1.6肺组织细胞因子、抗氧化酶、氧化应激指标的检测 取大鼠右肺叶0.3 g，剪碎后加入9倍体积预冷的生理盐水，充分研磨，3 000 r/min、4℃离心15 min，取上清液，按照说明书测定大鼠肺组织IL-2、IL-8、TNF-α、MDA的含量及SOD、CAT、GSH-Px的活性。

1.4肺泡灌洗液(BALF)炎性细胞计数 大鼠处死后，暴露支气管，用解剖剪剪一“V”形小切口，用灌肺针吸取37℃ 预温的生理盐水1 ml，将灌肺针插入小口后用手术线结扎防止生理盐水从口鼻处流出，缓慢注入生理盐水，轻轻按摩肺部后吸出，重复5次后收集大鼠BALF。用生理盐水调整细胞数，取20 μl BALF 涂板，25℃下干燥后，瑞氏-姬姆萨法染色计数100个细胞，计算其中嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、淋巴细胞及总细胞数量。

如今，毕节已基本实现了打造黔西北综合交通枢纽的目标。铁路、高速公路、航空，构成了毕节立体交通的骨架，国、省干线、通乡公路、通村公路、通组公路，畅通了毕节立体交通的经络血脉，500公里的水运通航里程，则成了毕节立体交通网络的有益补充。

2 结 果

(1)屠宰车间一挂负责人进行毛鸡的挑选，严控只重范围，每组毛鸡鸡爪绑不同的胶带区分，待所有范围内毛鸡准备好之后，空出链条集中挂鸡，每组毛鸡之间空钩60个，保证后续操作的有序进行。五组毛鸡依次经过电麻、放血、沥血、烫打、净毛等工序[5]，由提前按排好的专人进行不同分组对鸡头、鸡爪的收集，并称重记录。

表1 各组BALF中炎性细胞比较个)

2.2各组肺组织IL-2、IL-8、TNF-α及ALB的比较 与生理盐水组比较，PM2.5染毒组肺组织IL-2、IL-8、TNF-α及ALB含量增高，差异有统计学意义(P<0.05)；与PM2.5染毒组比较，PM2.5染毒+黄芪多糖100、200、400 mg/kg组肺组织IL-2、IL-8、TNF-α及ALB含量降低，差异有统计学意义(P<0.05)，并且随着黄芪多糖剂量的增加，呈剂量依赖性的降低(P<0.05)。见表2。

新加坡制造技术研究院(现中国科学院宁波材料所)的杨桂林等人设计了一种用于工业机器人接触式作业的三自由度主动式末端操作器，主要利用3PPS并联机构实现轴向平移和水平方向的2个偏转运动，具有刚度大、精度高和承载能力好等优点，如图32所示。该末端操作器采用高精度音圈电机作为驱动器，对接触力进行直接控制，极大地提高了设备的加工精度和工作速度。

表2 各组肺组织IL-2、IL-8、TNF-α及ALB的比较

1.5ALB与Ig检测 取大鼠腹主动脉血，25℃放置30 min后，3 000 r/min、4℃离心10 min，取上清液，按照说明书检测IgA、IgG、IgM和ALB的含量。

2.4各组IgA、IgG、 IgM水平比较 与生理盐水组比较，PM2.5染毒组血清 IgA、IgG 和 IgM 水平下降，差异有统计学意义(P<0.05)；与PM2.5染毒组比较，PM2.5染毒+黄芪多糖100、200、400 mg/kg组血清IgA、IgG 和 IgM 水平升高，差异具有统计学意义(P<0.05)，随着黄芪多糖剂量增加，呈剂量依赖性升高(P<0.05)。见表3。

比及《李仲文女》和《冯孝将子》，《谈生》更是一则美丽的人鬼相恋的爱情故事。无疑，《牡丹亭》第53出《硬拷》中，写“杜守收拷柳生”——拷打“假充门婿”的“劫坟贼”柳梦梅，乃是受到“汉睢阳王收拷谈生”故事的启发，而《杜丽娘慕色还魂》话本却无此细节。另外，小说中谈生用以宣泄感情，引发睢阳王女情思的，均是《诗经》中的爱情诗篇。联系到《牡丹亭》中有关杜丽娘读《诗经》而引动情思的构想，可知魏晋志怪小说不但在总体精神上给《牡丹亭》以影响，而且在具体情节上也给汤显祖以启示。

2.5各组肺组织W/D 测定结果比较 与生理盐水组比较，PM2.5染毒组W/D升高，差异具有统计学意义(P<0.05)；与PM2.5染毒组比较，PM2.5染毒+黄芪多糖100、200、400 mg/kg组W/D降低，差异具有统计学意义(P<0.05)，并且随着黄芪多糖剂量的增加，呈剂量依赖性降低(P<0.05)。见表3。

表3 各组肺组织SOD、CAT、GSH-Px、MDA、IgA、IgG、IgM水平、W/D比较

3 讨 论

研究认为，炎性损伤和氧化应激损伤是PM2.5致肺损伤的中心机制〔10〕。PM2.5 能吸附可溶性有机物、多环芳烃、重金属及生物性成分等多种物质，由于其粒径小，这些物质可沉积于肺泡，激活气道内中性粒细胞、巨噬细胞、上皮细胞等，从而导致TNF-α、IL-1β 等细胞因子释放及炎细胞浸润〔9，11〕。同时，PM2.5也可导致细胞内活性氧增加，使GSH-Px、T-SOD 等抗氧化酶活性降低，导致机体内氧化剂/抗氧化剂失衡，进而造成氧化损伤〔12，13〕。黄芪的活性成分黄芪多糖具有增强和调节机体免疫功能、抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤等作用〔14〕。本实验结果提示，PM2.5滴注染毒能引起大鼠肺部炎性损伤及氧化应激损伤，这与刘洁等〔9〕、洪艳等〔15〕研究结果一致，结果说明黄芪多糖能够抑制PM2.5染毒大鼠肺组织炎性细胞的浸润、减少炎性因子的释放，减轻氧化应激损伤。动物实验证实，PM2.5可以导致COPD小鼠免疫细胞失衡，造成免疫功能下降〔16〕。本研究结果表明PM2.5可以导致大鼠血清免疫球蛋白水平下降，这与洪艳等〔15〕研究结果一致，结果说明黄芪多糖能够减弱 PM 2.5 所致的大鼠血清免疫球蛋白水平下降。实验证实PM2.5能够引起肺水肿，W/D是反映脏器水肿程度的指标，W/D越高说明脏器水肿程度越严重〔17〕。本研究结果说明，PM2.5染毒能够导致大鼠肺水肿，黄芪多糖能够有效改善PM2.5所致大鼠肺水肿。

综上，黄芪多糖能够抑制PM2.5对大鼠肺组织造成的炎性损伤和氧化损伤，增强免疫功能，减轻肺水肿，黄芪多糖对PM2.5染毒大鼠的肺损伤具有一定保护作用。但其临床治疗作用及作用机制，还需进一步研究探讨。