氢气延缓慢性阻塞性肺疾病的发展及其机制

发布时间：2018-03-17 17:38

  本文选题：肺疾病　切入点：慢性阻塞性　出处：《河北医科大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目的:研究氢气对烟雾诱导的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)大鼠肺功能和病理的影响,观察氢气干预后COPD大鼠肺组织炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23)、基质金属蛋白酶/金属蛋白酶组织抑制因子(MMP-12/TIMP-1)及凋亡蛋白(caspase-3、caspase-8)表达的变化,探讨氢气对COPD发展的延缓作用及其机制。方法:1雄性健康SD大鼠(160-200g)70只随机分为7组:对照组(Control group),COPD组(COPD group),低浓度氢气组(Low Hydrogen group,Hl group),中浓度氢气组(Middle Hydrogen group,Hm group),高浓度氢气组(High Hydrogen group,Hh group),极高浓度氢氧组(Very high Hydrogen and Oxygen groups,Hvh group),氧气组(Oxygen group,O2 group),采用烟雾暴露法建立COPD模型。观察大鼠日常生活状态、体重变化,测量肺功能、右心室肥大指数,检测肺泡灌洗液(bronchveolar lavage fluid,BALF)白细胞总数及其分类计数。分析光镜下肺组织病理变化。2利用免疫组化及Western blot技术检测肺组织TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的蛋白表达。利用Real-Time PCR技术检测肺组织中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的m RNA表达。结果:1大鼠体重吸烟前各组大鼠体重无差异(P0.05)。吸烟后,与Control组比,COPD组大鼠体重减少(P0.05),各氢气组以及氧气组均无变化(P0.05);与COPD组比,Hl及Hh组大鼠体重增加(P0.05),Hm、Hvh以及O2组无变化(P0.05),各氢气组及氧气组之间无差异(P0.05)。2肺功能COPD组FEV0.2显著小于Control组(P0.01);与COPD组比较,Hl、Hm、Hh及O2组显著增加(P0.01),Hvh组无变化(P0.05);Hvh组显著小于Hl、Hm、Hh及O2组(P0.01)。COPD组FVC显著大于Control组(P0.01);与COPD组比较,Hl、Hm、Hh及O2组显著减小(P0.01),Hvh组无变化(P0.05);Hl组显著小于Hh及Hvh组(P0.01),Hm、Hh及O2组显著小于Hvh组(P0.01)。COPD组FEV0.2/FVC显著小于Control组(P0.01);与COPD组比,Hl、Hm、Hh及O2组显著增加(P0.01),Hvh组无变化(P0.05);Hvh组显著小于Hl、Hm、Hh及O2组(P0.01)。3 BALF计数及分类COPD组BALF白细胞总数、中性粒细胞及巨噬细胞数比Control组显著增多(P0.01),淋巴细胞数略减少(P0.05)。与COPD组比,Hm、Hh、Hvh及O2组白细胞总数、中性粒细胞及巨噬细胞数显著减少(P0.01),Hl组白细胞总数和中性粒细胞数显著减少(P0.01),巨噬细胞减少(P0.05);Hm、Hh及Hvh组之间无差异(P0.05),但均较Hl、O2组显著减少(P0.01)。与COPD组比,各氢气组及氧气组淋巴细胞略增多(P0.05),各组间无差异(P0.05)。4右心室肥厚指数(RVHI)COPD组大鼠RVHI显著大于Control组(P0.01)。与COPD组RVHI比较,各氢气组以及氧气组均显著减小(P0.01);Hm、Hh及Hvh组低于Hl组(P0.01),Hvh组低于O2组(P0.05)。5大鼠肺组织病理学变化COPD组大鼠肺脏,与Control组比较,体积增大,大体观外表色泽发白、不光滑、凹凸不平、弹性不好。镜下观察肺泡管、肺泡囊及肺泡显著扩大,肺泡结构紊乱,肺泡壁变薄、断裂,部分融合成肺大疱,纤毛细胞变性坏死,肺小动脉管壁增厚、管腔狭窄,周围出现不同程度的中性粒细胞、淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润。Hvh组大鼠肺脏外观,较COPD组肺脏体积略有缩小。肺动脉管壁增厚,出现炎性细胞浸润。肺泡壁较薄,出现不同程度的断裂,肺泡腔较大,有融合,较COPD组稍有改善。Hl、Hm、Hh及O2组大鼠肺脏外观,较COPD组肺脏体积略有缩小,外观情况也有改善。肺动脉管壁轻度增厚,肺泡壁较薄,断裂情况改善,仍有肺大疱,但较COPD组局限。出现炎性细胞浸润,较COPD组减少。与Control组比较,COPD组MLI和BWT/D显著升高(P0.01),MAN显著降低(P0.01)。与COPD组比较,Hm和Hh组MLI显著升高(P0.01),两组无差异(P0.05)。与COPD组比较,各氢气组MAN显著降低(P0.01);Hh组低于Hm、Hvh组(P0.01),Hm、Hvh组无差异(P0.05)。与COPD组比较,Hm、Hh组BWT/D显著降低(P0.01),Hvh、O2组降低(P0.05);各氢气组及氧气组间无差异(P0.05)。6采用免疫组化比较TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8蛋白的表达可见TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8均在大小支气管、肺泡周围浸润的炎性细胞胞浆内表达。与Control组比较,COPD组表达升高;与COPD组比较,各氢气组TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、caspase-3、caspase-8表达降低,O2组无显著差异;Hm、Hh、Hvh三组之间无显著差异,但均低于Hl组。与COPD组比较,各氢气组TIMP-1蛋白表达升高,O2组无显著差异;Hm、Hh、Hvh三组之间无显著差异,但均高于Hl组。7采用Western blot比较TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的蛋白表达与Control组比较,COPD组肺组织中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8蛋白表达升高;与COPD组比较,各氢气组TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、caspase-3、caspase-8表达降低,O2组无显著差异;Hm、Hh、Hvh三组之间无显著差异,但均低于Hl组。与COPD组比较,各氢气组TIMP-1蛋白表达升高,O2组无显著差异;Hm、Hh、Hvh三组之间无显著差异,但均高于Hl组。8采用Real-Time-PCR比较TNF-α、IL-6、L-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8 m RNA的表达COPD组TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的表达较Control组显著升高(P0.01)。与COPD组比,各氢气组TNF-α表达显著降低(P0.01),O2组表达降低(P0.05);Hm、Hh、Hvh组之间无差异(P0.05),较Hl、O2组显著降低(P0.01)。与COPD组比,Hm、Hh、Hvh组IL-6表达显著降低(P0.01),Hl、O2组表达降低(P0.05);Hvh组表达低于Hm、Hh组(P0.05),Hm、Hh组之间无差异(P0.05)。与COPD组比,各氢气组及氧气组IL-17表达显著降低(P0.01);Hm、Hh、Hvh组之间无差异(P0.05),较O2组显著降低(P0.01);Hm、Hvh组较Hl组显著降低(P0.01),Hh组较Hl组降低(P0.05)。与COPD组比,各氢气组及氧气组IL-23表达显著降低(P0.01);Hm、Hh、Hvh组之间无差异(P0.05),较Hl组降低(P0.05);Hvh组较O2组降低(P0.05)。与COPD组比,O2组MMP-12表达略降低(P0.05),各氢气组显著降低(P0.01),较Hl、Hm、Hh三组Hvh组降低最显著(P0.01);Hl、Hm、Hh组之间无差异(P0.05)。与COPD组相比,O2组TIMP-1表达略升高(P0.05),Hm、Hh、Hvh组表达显著升高(P0.01),Hl组表达升高(P0.05);Hm、Hh、Hvh组之间无差异(P0.05)。与COPD比,O2组caspase-3、caspase-8表达略降低(P0.05),各氢气组表达显著降低(P0.01);各氢气组之间无差异(P0.05)。结论:1大鼠香烟烟雾暴露4个月建立COPD动物模型成功。吸入氢气减少大鼠BALF炎性细胞,减轻肺病理损伤,改善肺功能、右心室肥厚指数,不同浓度的氢气效果不同,中、高、极高浓度优于低浓度氢气。2氢气通过抗炎、改善蛋白酶/抗蛋白酶失衡、抗凋亡等机制对COPD的发展有延缓作用。
[Abstract]:Objective: To study the effect of hydrogen on smoke induced chronic obstructive pulmonary disease (chronic obstructive pulmonary disease, COPD) of rat pulmonary function and pathological observation, hydrogen dry inflammatory factors in lung tissue of rats after COPD (TNF- alpha, IL-6, IL-17, IL-23), matrix metalloproteinase and tissue inhibitor of metalloproteinase (MMP-12/TIMP-1) and apoptosis related protein (Caspase-3, Caspase-8) the changes of the expression of delaying effect of hydrogen on the development of COPD and its mechanism. Methods: 1 healthy male SD rats (70 160-200g) were randomly divided into 7 groups: control group (Control group), COPD group (COPD group), group Low (low concentration hydrogen Hydrogen group, Hl group), concentration of hydrogen group (Middle Hydrogen group, Hm group), high concentration hydrogen group (High Hydrogen group, Hh group), high concentration oxygen group (Very high Hydrogen and Oxygen groups, Hvh group), oxygen (Oxygen group, O2 group group), The smoke exposure method to establish COPD model. To observe the state of daily life, the rats weight changes, measurements of lung function, right ventricular hypertrophy index, bronchoalveolar lavage fluid (bronchveolar lavage, fluid, BALF) and the total number of white blood cells count. Analysis of histopathologic changes by.2 immunohistochemical detection of TNF- alpha, lung tissue Western and blot IL-6, IL-17, IL-23, MMP-12, TIMP-1, Caspase-3, the expression of caspase-8 protein. Using TNF- alpha, detection of lung tissue Real-Time PCR technology in IL-6, IL-17, IL-23, MMP-12, TIMP-1, Caspase-3, RNA caspase-8 expression of M. Results: there was no difference in body weight of 1 rats each group before smoking rat (P0.05). After smoking, compared with group Control, group COPD rats weight reduction (P0.05), no change in the hydrogen and oxygen group (P0.05 group); compared with group COPD, Hl and body weight of rats in Hh group increased (P0.05), Hm, Hvh and O2 group had no change (P0.05) the hydrogen. 姘旂粍鍙婃哀姘旂粍涔嬮棿鏃犲樊寮，

本文编号：1625781