酪酸梭菌对哮喘小鼠气道炎症及气道重塑防治作用的研究

发布时间：2017-11-05 23:27

  本文关键词：酪酸梭菌对哮喘小鼠气道炎症及气道重塑防治作用的研究

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【摘要】：背景:支气管哮喘是世界范围内严重威胁公众健康的慢性疾病之一,全球哮喘防治创议(GINA)委员会于2014年对哮喘的定义进行了重要更新,将其定义为“一种以慢性气道炎症为特征的异质性疾病,具有喘息、气促、胸闷和咳嗽的呼吸道症状病史,伴有可变的呼气气流受限,呼吸道症状和强度可随时间而变化”[1]。目前哮喘的发病率和死亡率正在逐年增长,但尚无有效的根治方法,严重困扰着人类健康。因此,寻求一种安全有效的哮喘防治药物仍迫切需要。肠道微生物的改变会导致过敏性疾病和哮喘的发病[2,3]。因此,近年来许多动物实验企图通过建立哮喘模型并给予哮喘小鼠口服益生菌来降低哮喘的发病率。益生菌(Probiotics)被定义为:“当足量补充时,对宿主健康有益的活的微生物”[4]。益生菌可以通过改变宿主的免疫功能对过敏性疾病产生保护作用[5]。一些益生菌,例如乳酸杆菌和双歧杆菌已经被作为过敏性疾病防治的新药广泛研究[5,6],但是关于酪酸梭菌对过敏性疾病保护作用的研究却未见报道。目的:我们的实验建立了稳定的小鼠哮喘模型并给予哮喘小鼠口服酪酸梭菌,利用Flexi Vent系统测定实验动物肺功能,光学显微镜计数肺泡灌洗液中白细胞及其分类,酶联免疫吸附试验(ELISA)测定小鼠肥大细胞蛋白酶1(m MCP-1)、细胞因子、OVA特异性免疫球蛋白及基质金属蛋白酶9(MMP-9)水平,组织学观察肺组织病理变化。本研究的目的就是探讨酪酸梭菌对哮喘小鼠气道炎症及气道重塑的预防和治疗作用,为哮喘的防治奠定理论基础。方法:(1)建立小鼠哮喘模型:本实验分为4组,分别为对照组、哮喘组、酪酸梭菌预防组及治疗组。除对照组外其余三组小鼠于实验的第7d和第14d天腹腔注射含有OVA及AL(OH)3的生理盐水溶液进行致敏,于实验的第21~28天分别放在5L的密闭容器中,以1%OVA溶液连续雾化8天,每天1次,每次30min。在相同条件下,空白对照组小鼠仅注射含有AL(OH)3的生理盐水溶液,注射方法、剂量及部位与实验组相同,采用生理盐水雾化激发。(2)口服酪酸梭菌:预防组小鼠于实验第0~14d口服灌胃酪酸梭菌溶液进行预防给药,治疗组小鼠于实验第15~28d口服酪酸梭菌溶液进行治疗给药,给药方法(灌胃)同预防组。哮喘组小鼠于实验第0~28d口服灌胃等量生理盐水。(3)实验第29天,麻醉小鼠气管插管,雾化吸入不同浓度的乙酰甲胆碱(0,1.5,3…100mg/ml),测定气道高反应性。(4)采集小鼠全血并分离血清,测定血清中m MCP-1、细胞因子、OVA特异性免疫球蛋白及MMP-9水平。(5)支气管肺泡灌洗,光镜观察肺泡灌洗液中白细胞及其分类计数,测定肺泡灌洗液中m MCP-1、细胞因子及MMP-9水平。(6)分离小鼠肺组织,组织学方法观察肺组织病理变化。(7)统计学分析。结果:(1)成功建立小鼠哮喘模型。(2)气道阻力:与对照组相比,哮喘组小鼠气道阻力明显升高(basal,1.5,3,12,25,50,100mg/ml Mch),与哮喘组相比,酪酸梭菌可以降低预防组(25,50mg/ml Mch)和治疗组(12,25,50,100mg/ml Mch)小鼠气道阻力。(3)肺部炎细胞的浸润:与对照组小鼠相比,哮喘组小鼠肺泡灌洗液中白细胞总数明显升高(P0.05),主要表现为嗜酸粒细胞、中性粒细胞及巨噬细胞的升高;酪酸梭菌可以明显降低预防组(P0.01)和治疗组(P0.01)小鼠肺泡灌洗液中白细胞总数,均表现为嗜酸粒细胞和中性粒细胞的降低。(4)肥大细胞脱颗粒:与对照组相比,哮喘组小鼠肺泡灌洗液(P0.001)和血清(P0.01)中m MCP-1明显升高;酪酸梭菌可以有效降低预防组(P0.001)和治疗组(P0.01)小鼠血清中m MCP-1的表达;但是酪酸梭菌对于肺泡灌洗液中m MCP-1的表达没有明显的抑制作用(P0.05)。(5)细胞因子的表达:与对照组小鼠相比,哮喘组小鼠肺泡灌洗液和血清中Th2细胞因子(IL-4,IL-5,IL-13,IL-17)明显升高,酪酸梭菌可以有效抑制肺泡灌洗液和血清中Th2细胞因子的表达,但是预防组小鼠肺泡灌洗液中IL-13没有明显变化(P0.05);与对照组相比,哮喘组小鼠血和肺泡灌洗液中Th1细胞因子INF-γ及抗炎细胞因子IL-10均明显降低,口服酪酸梭菌后明显升高,但是治疗组小鼠肺泡灌洗液中IL-10却没有明显变化(P0.05)。(6)OVA特异性免疫球蛋白Ig E/G1:与对照组相比,哮喘组小鼠血清中Ig E/G1明显升高,口服酪酸梭菌后,预防组和治疗组小鼠血清中Ig E/G1明显降低,与预防组相比,治疗组小鼠血清中Ig G1降低更显著。(7)MMP-9的表达:与对照组相比,哮喘组小鼠肺泡灌洗液(P0.01)和血清(P0.05)中MMP-9明显升高;与哮喘组相比,接受酪酸梭菌口服的小鼠肺泡灌洗液(P0.01)和血清(P0.05)中MMP-9明显降低。(8)组织学分析:与对照组相比,哮喘组小鼠肺部炎症明显加重,气道上皮下胶原纤维沉积,气道上皮中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和Ki67的表达明显增多,口服酪酸梭菌后,预防组和治疗组小鼠肺部炎症减轻,胶原纤维数量、α-SMA及Ki67的表达明显减少。结论:酪酸梭菌能够有效降低哮喘小鼠气道高反应性;减轻肺部炎症细胞浸润;抑制肥大细胞脱颗粒;纠正Th1/Th2失衡;降低OVA特异性抗体的表达;减少气道上皮下胶原沉积;抑制MMP-9、α-SMA及Ki67的表达。因此,酪酸梭菌对哮喘小鼠气道炎症和气道重塑具有防治作用。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R562.25

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