李少峰,魏興洪,高 潔,蘭智慧,張元兵
(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006;2.贛州市南康區(qū)第二人民醫(yī)院,江西 贛州 341411;3.南昌市洪都中醫(yī)院,江西 南昌330006)
肺纖維化(Pulmonary fibrosis,PF)是指因各種原因引發(fā)的彌漫性肺部炎性疾患,病變多累及肺間質(zhì)、肺泡上皮細胞及肺血管,在我國發(fā)病率呈逐漸上升態(tài)勢。肺纖維化是一個進行性、破壞性、基本不可逆的疾病,目前的治療手段效果甚微,確診后平均存活期為2~5年[1-2]。因此,明確肺纖維化發(fā)病機制迫在眉睫,近年來國內(nèi)外專家提出氧化/抗氧化失衡引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)是其發(fā)病重要機制之一[3],Nrf2/ARE信號通路可調(diào)控抗氧化蛋白及Ⅱ相解毒酶的表達,通過抗氧化而發(fā)揮對機體的保護作用,其作為體內(nèi)重要抗氧化調(diào)節(jié)通路,已成為多學(xué)科研究熱點。
溫肺化纖湯是江西省名中醫(yī)劉良徛教授治療PF臨床經(jīng)驗方,該方傳承于國醫(yī)大師洪廣祥教授“治肺不遠溫”學(xué)術(shù)思想,團隊經(jīng)過多年臨床驗證,臨床療效確切,已獲得國家發(fā)明專利(專利號:ZL201210365678.0),并由我們牽頭制定《肺痿診療專家共識意見(江西省)》[4]。溫肺化纖湯方由《外科證治全生集》的陽和湯化裁而來,具有溫陽化痰、活血化瘀的作用,前期藥理實驗表明,溫肺化纖湯具有一定的體外抗氧化活性[4-9],但具體機制不明確,本研究從抗氧化應(yīng)激角度探討溫肺化纖湯的作用機制,闡明其作用靶點,為防治肺纖維化提供一定的理論依據(jù)。
SD雄性大鼠,SPF級,體重180 g。
溫肺化纖湯組成:熟地20 g,肉桂4 g,鹿角霜15 g,麻黃10 g,白芥子10 g,炮姜10 g,桃仁10 g,土鱉蟲10 g,紅花10 g,川芎10 g,地龍10 g。按藥物劑量比例制成溫肺化纖湯投料處方,通過醇提取、揮發(fā)油提取及水提取等工藝流程,萃取、提純藥物成分,濃縮、干燥后制成溫肺化纖湯顆粒劑。該藥由廣東一方制藥有限公司制備和提供。
硫酸博來霉素(MB1039)。胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)比色法測試盒,總超氧化物歧化酶(SOD)比色法測試盒,過氧化氫酶(CAT)比色法測試盒。RNAiso Plus(TaKaRa,9109)、GAPDH、NRF2引物均由福州尚亞生物科技有限公司合成,RIPA強裂解液(凱基,KGP702),SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液(5X)(碧云天,P0015L),封閉液(碧云天,P0023B),普通PCR儀、蛋白垂直電泳儀、化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)、小型垂直電泳槽、酶標儀(美國BIO-BAD公司),熒光定量PCR儀(美國ABI,7300)。
適應(yīng)性喂養(yǎng)大鼠1周后,用隨機數(shù)字表法分成模型組和正常組,溫肺化纖湯低、中、高劑量組,每組3只。參考文獻[7]造模方法,建造肺纖維化大鼠模型,即正常組大鼠予以基礎(chǔ)飼料,同時,各組灌服相應(yīng)劑量的溫肺化纖湯顆?;蝻嬘盟?,治療4周。參考文獻[7]相關(guān)資料的干預(yù)劑量,溫肺化纖湯高劑量組為5倍臨床劑量,0.9 g藥物顆粒,溫肺化纖湯中劑量組為3倍臨床劑量,0.54 g藥物顆粒,溫肺化纖湯低劑量組為臨床等效劑量,0.18 g藥物顆粒,建模后第2日起進行3次灌胃,每次3 mL溫肺化纖湯灌胃。
造模28天后進行取材,麻醉大鼠后取肺臟組織。樣品分成4份。一份左肺,用4%多聚甲醛固定液固定,常溫保存;右肺分成3份,保存于-80 ℃冰箱。
挑選3塊新鮮肺組織樣本,每塊大小約1 cm×1 cm×1 cm,將肺組織樣本用固定液固定在冰凍切片機上,時長為15 min,切為10 μm左右厚度的切片,用光鏡觀察常規(guī)油紅HE染色后的脂滴分布狀況。
應(yīng)用實時熒光定量PCR的方法測定,總RNA提取試劑盒提取肺組織RNA,逆轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA,全自動熒光定量PCR儀增大并測定熒光。Nrf2引物序列:上游F:CCTCTGCTGCCATTAGTCAGT,下游:R:CTTCAGTGTGCTTCTGGTTGA,GAPDH引物序列:上游:F:GACTCCACTCACGGCAAAT,下游:R:GACTCCACGACATACTCAGCA,反應(yīng)條件為95 ℃預(yù)變性1 min后95 ℃變性20 s,而后56 ℃退火30 s,再72 ℃延伸30 s,最后循環(huán)40次。用比較Ct的方法測算mRNA相對表達倍數(shù)。
將100 mg左右的肺組織放入含1 mmoL·L-1·kg-1PMSF的500 μL RIPA裂解液,研磨組織,充分裂解,配平后于4 ℃,12 000 r·minkg-1離心20 min,取上清液低溫待用,并測定蛋白含量。樣本通過SDS-PAGE電泳后分離出蛋白,轉(zhuǎn)移PVDF膜上,從電轉(zhuǎn)槽中取出膜,漂洗TBS,置于封閉液中室溫搖蕩2 h;轉(zhuǎn)膜,加一抗稀釋液4 ℃搖床,洗膜,加入二抗稀釋液,于4 ℃室溫下孵育1 h,洗滌后于暗室在X光片上顯影,ECL顯色劑按A∶B =1∶1的比例現(xiàn)配現(xiàn)用,注意避光,用化學(xué)發(fā)光儀顯影拍照。將顯影后的數(shù)據(jù)用image lab分析。
正常組大鼠形體正常,精神狀態(tài)好,活動自如。模型組大鼠形體肥胖,精神倦怠,動作遲緩,體毛枯黃易脫落,進食、飲水量大,大便質(zhì)軟,墊料濕度大。溫肺化纖湯高、低劑量組大鼠的精神、形體、活動、毛發(fā)、飲水、進食、排泄物均更佳,以溫肺化纖湯高劑量組的改善情況最為明顯。
正常組大鼠肺細胞核為藍色,細胞內(nèi)未有顯著的橘紅色脂滴,間隙清晰,肺竇正常。模型組大鼠細胞明顯腫大,出現(xiàn)彌漫性紅染脂滴,相鄰肺細胞內(nèi)脂滴融合,細胞核多被擠壓于一側(cè)。溫肺化纖湯高、低劑量組橘紅色脂滴少于模型組,其中以溫肺化纖湯高劑量組改善較顯著(見圖1)。
注:A.對照組;B.模型組;C.低劑量處理組;D.中劑量處理組;E.高劑量處理組。
通過Western Blotting法對肺纖維化大鼠肺組Nrf2表達水平進行檢測,進一步明確溫肺化纖湯增強抗氧化能力的機制。結(jié)果表明,與對照組比較,肺纖維化、中、高劑量溫肺化纖湯處理組胞核Nrf2表達水平增加(P<0.05)。與模型組相比,高劑量處理組溫肺化纖湯胞核Nrf2表達水平增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與低劑量溫肺化纖湯處理組比較,中、高劑量溫肺化纖湯處理組上述指標明顯改善(P<0.05)。中、高劑量溫肺化纖湯處理組間比較無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見圖2、圖3)。
研究認為,氧化與抗氧化失衡同肺纖維化的發(fā)病息息相關(guān),在該病的病理演變中起著十分重要的作用[3]。目前,中醫(yī)藥在PF領(lǐng)域主要通過調(diào)節(jié)細胞因子、抑制細胞外基質(zhì)合成、調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激系統(tǒng)來防治,是一個多方位的過程[10]。江西省名中醫(yī)劉良徛教授認為PF是一個本虛標實之證,陽虛是本病的內(nèi)因,陽虛證候可出現(xiàn)在肺纖維化病情發(fā)生發(fā)展過程中,痰和瘀是本病的繼發(fā)因素,陽虛、痰濁、血瘀構(gòu)成了PF的3個主要環(huán)節(jié)[11-12]?;谌虦胤卫碚?,劉教授創(chuàng)制了具有溫陽散寒、化痰行瘀之功的溫肺化纖湯治療PF,療效較好。前期實驗結(jié)果顯示,溫肺化纖湯具有一定的抗氧化活性,可改善博來霉素致大鼠肺纖維化模型的肺組織損害,纖維組織增生減少[13-14],纖維化評分降低,這些都提示抗氧化是溫肺化纖湯治療肺間質(zhì)纖維化的有效途徑。
注:1.對照組;2.模型組;3.低劑量處理組;4.中劑量處理組;5.高劑量處理組;采用實時熒光定量PCR(qRT- PCR)法測定肺組織Nrf2mRNA的表達,*為與模型組、對照組、低劑量組比較,P<0.05;**為與模型組、對照組、低劑量組比較,P<0.05。
Nrf2是調(diào)控氧化應(yīng)激最具代表的核轉(zhuǎn)錄因子。生理情況下,細胞質(zhì)中的Nrf2與Keap1偶聯(lián)后以失活狀態(tài)固定于胞質(zhì)內(nèi),泛素化后由26 S蛋白酶體所降解,當遭受氧化劑刺激后,Keap1被氧化發(fā)生構(gòu)象改變,隨后與Nrf2解偶聯(lián),Nrf2釋放后轉(zhuǎn)位入胞核內(nèi),與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合,誘導(dǎo)下游SOD、CAT、GSH等抗氧化酶基因的轉(zhuǎn)錄,從而調(diào)控細胞內(nèi)抗氧化酶表達[15]。
本研究主要檢測了肺組織中Nrf2的含量。與對照組比較,肺纖維化組、中、高劑量溫肺化纖湯處理組胞核Nrf2表達水平增加(P<0.05),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,即空白組大鼠肺組織中Nrf2含量最低,提示博萊霉素致大鼠肺纖維化模型造?;境晒?。與模型組相比,高劑量處理組溫肺化纖湯Nrf2表達水平增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),說明應(yīng)用高劑量后實驗大鼠肺組織中的Nrf2指標變化明顯。與低劑量溫肺化纖湯處理組比較,中、高劑量溫肺化纖湯處理組上述指標明顯改善(P<0.05),說明中、高劑量是有效藥物濃度。然而,中、高劑量溫肺化纖湯處理組間比較差異不明顯(P>0.05),換言之,應(yīng)用中、高劑量后實驗大鼠肺組織中的Nrf2指標變化不明顯。
圖3 GAPDH、Nrf2溶解曲線
綜上,溫肺化纖湯可能通過增加Nrf2蛋白,干預(yù)實驗性肺纖維化,但本實驗相對簡單,僅探討了在肺纖維化形成過程中Nrf2表達的作用,而具體的作用機制、是否有其他通路的作用等方面還需進一步深入研究。