固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠肺组织线粒体凋亡相关因子CytC、Bcl-2及Caspase-3表达的影响 (1).pdf
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1、中国中医药信息杂志2023 年 8 月第 30 卷第 8 期固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠肺组织线粒体凋亡相关因子CytC、Bcl-2及Caspase-3表达的影响姜越,赵霞,严花南京中医药大学附属医院,江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室,江苏 南京 210029摘要:目的观察固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠肺组织线粒体凋亡相关因子细胞色素C(CytC)、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)及半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)表达的影响,探讨其治疗哮喘的作用机制。方法将36只Balb/c小鼠随机分为正常组、模型组、孟鲁司特钠组及固本防哮饮低、中、高剂量组,每组6只。采用卵蛋白+氢氧化铝腹腔注射及卵蛋
2、白雾化吸入法制备哮喘缓解期小鼠模型,造模成功后各给药组分别予相应药液灌胃,正常组和模型组灌胃等体积蒸馏水,连续30 d。Masson染色观察小鼠肺组织气道内胶原沉积情况,qPCR、免疫组化染色及Western blot检测肺组织CytC、Bcl-2、Caspase-3 mRNA和蛋白表达,ELISA检测肺组织白细胞介素(IL)-17A、神经生长因子(NGF)含量。结果与正常组比较,模型组小鼠肺组织炎性细胞浸润及气道内胶原纤维沉积明显增加,肺组织CytC mRNA和蛋白表达及Caspase-3蛋白表达显著升高(P0.05,P0.01),Bcl-2 mRNA 和蛋白表达显著降低(P0.05,P0.
3、01),IL-17A、NGF 含量显著增加(P0.05,P0.01);与模型组比较,固本防哮饮各剂量组和孟鲁司特钠组小鼠肺组织气道内胶原纤维沉积有所改善,CytC mRNA表达显著降低(P0.01),固本防哮饮低、中剂量组肺组织CytC、Caspase-3蛋白表达显著降低(P0.05,P0.01),Bcl-2 mRNA和蛋白表达显著升高(P0.05,P0.01),固本防哮饮高剂量组Caspase-3 mRNA表达显著降低(P0.05),固本防哮饮各剂量组NGF含量显著减少(P0.05,P0.01),固本防哮饮低剂量组IL-17A含量显著减少(P0.05)。结论固本防哮饮可能通过调控线粒体凋亡通
4、路抑制气道上皮细胞凋亡,减轻气道重塑,防治哮喘。关键词:固本防哮饮;哮喘缓解期;线粒体;凋亡;小鼠中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2023)08-0081-06DOI:10.19879/ki.1005-5304.202212479开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effects of Guben Fangxiao Decoction on Mitochondrial Apoptosis-related Factors CytC,Bcl-2 and Caspase-3 in Lung Tissue of Mice in Remission of As
5、thmaJIANG Yue,ZHAO Xia,YAN HuaAffiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine;Jiangsu Key Laboratory of Pediatric Respiratory Disease Traditional Chinese Medicine,Nanjing 210029,ChinaAbstract:Objective To investigate the effects of Guben Fangxiao Decoction on CytC,Bcl-2 and Caspase-3 i
6、n lung tissue of mice in asthma remission stage;To discuss its mechanism in the treatment of asthma.Methods Totally 36 Balb/c mice were randomly divided into normal group,model group,montelukast sodium group and Guben Fangxiao Decoction low-,medium-and high-dosage groups,with 6 mice in each group.A
7、mouse model of asthma in remission stage was established by intraperitoneal injection of ovalbumin+aluminum hydroxide and aerosol inhalation of ovalbumin.After the establishment of the model,each administration group was given corresponding drug solution by gavage,while the normal group and model gr
8、oup were given equal volume of distilled water by 基金项目:国家自然科学基金面上项目(82074489);江苏省领军人才项目(SLJ0224);江苏省中医院第三批高峰学术人才项目(Y2021rc21);江苏省研究生科研与实践创新计划(KYCX22_1924)通讯作者:赵霞,E-mail:实验研究81Aug.2023 Vol.30 No.8 Chinese Journal of Information on TCMgavage for 30 consecutive days.Masson staining was used to observe
9、the collagen deposition of airway in lung tissue,the mRNA and protein expressions of CytC,Bcl-2,Caspase-3 in lung tissue were detected by qPCR,immunohistochemistry and Western blot,the contents of IL-17A and NGF in lung tissue were detected by ELISA.Results Compared with the normal group,the inflamm
10、atory cell infiltration and collagen fiber deposition in lung tissue of the model group significantly increased,the expressions of CytC mRNA and protein and Caspase-3 protein in lung tissue significantly increased(P0.05,P0.01),the expressions of Bcl-2 mRNA and protein significantly decreased(P0.05,P
11、0.01),and the contents of IL-17A and NGF significantly increased(P0.05,P0.01).Compared with the model group,the deposition of collagen fibers in lung tissue in each dosage of Guben Fangxiao Decoction group and montelukast sodium group were improved,the expressions of CytC mRNA significantly decrease
12、d(P0.01),and Caspase-3 protein in lung tissue in Guben Fangxiao Decoction low-and medium-dosage groups significantly decreased(P0.05,P0.01),the expressions of Bcl-2 mRNA and protein significantly increased(P0.05,P0.01),the expression of Caspase-3 mRNA in Guben Fangxiao Decoction high-dosage group si
13、gnificantly decreased(P0.05),the content of NGF in Guben Fangxiao Decoction each dosage groups significantly decreased(P0.05,P0.01),the content of IL-17A in Guben Fangxiao Decoction low-dosage group significantly decreased(P0.05).Conclusion Guben Fangxiao Decoction may regulate mitochondrial apoptos
14、is pathway,inhibit apoptosis of airway epithelial cells,and alleviate airway remodeling,in order to prevent and treat asthma.Keywords:Guben Fangxiao Decoction;asthma in remission stage;mitochondria;apoptosis;mice支气管哮喘是一类由多种炎症细胞参与的慢性呼吸道炎症性疾病,表现为可逆的呼气性气流受限,进一步发展可出现不可逆性气道狭窄和气道重塑1。近年来,哮喘发病率与病死率呈逐年增长趋势2。
15、尽管大部分哮喘患者对西医常规治疗反应较好,但仍存在一部分对类固醇治疗反应欠佳的患者,有效防治哮喘的手段有待补充。中医学注重病证结合,兼顾疾病所处阶段及证型,采用更具针对性的治疗方法,在哮喘防治中有独特优势3。固本防哮饮是中医儿科专家江育仁教授的经验方,具有补肺固表、健脾化痰功效。临床研究显示,该方治疗儿童哮喘缓解期安全有效4。课题组前期研究发现,固本防哮饮防治哮喘可能与调控内质网应激介导的细胞凋亡、减轻慢性气道炎症有关5。细胞异常凋亡会诱发和加重哮喘,其中线粒体损伤诱发的细胞凋亡是不可逆的,也是细胞凋亡效应产生的“导火索”6-7。本实验观察固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠肺组织线粒体凋亡相关启动因子
16、细胞色素C(CytC)、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)及半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)表达的影响,探讨其防治哮喘气道重塑的潜在作用机制。1实验材料实验材料1.1动物SPF级Balb/c小鼠36只,体质量1618 g,北京维通利华实验动物技术有限公司提供,动物许可证号SCXK(沪)2017-0005。饲养于南京中医药大学实验动物中心,温度2022,湿度50%70%,12 h光暗循环,自由进食饮水。本实验经南京中医药大学动物伦理委员会审批(202012A054)。1.2药物固本防哮饮由炙黄芪 15 g、党参10 g、白术10 g、茯苓10 g、煅牡蛎15 g、蝉蜕10 g、陈皮6 g、防
17、风6 g、辛夷6 g、五味子6 g、甘草3 g组成。饮片购于南京中医药大学附属医院,经常规煎煮、浓缩后,制成含原药材3.6 g/mL溶液,4 冰箱保存备用。孟鲁司特钠片,10 mg/片,杭州默沙东药业股份有限公司,批号K004567。将药片粉碎,用蒸馏水溶解,配制成0.26 mg/mL溶液。1.3主要试剂及仪器呼吸道合胞病毒(RSV)long株病毒,冻存于江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室-80 冰箱备用;卵蛋白(OVA,批号326A058),美国Sigma公司;小鼠白细胞介素(IL)-17A ELISA试剂盒(批号E-EL-M0047c)、神经生长因子(NGF)ELISA试剂盒(批号E-
18、EL-M0815c),武汉伊莱瑞特;兔抗小鼠Bcl-2抗体(批号26593-1-AP)、兔抗小鼠Caspase-3抗体(批号19677-1-AP),美国Proteintech公司;山羊抗兔多克隆二抗(批号ab6721),英国Abcam公司;-actin抗体(批号YM1206)、BCA蛋白定量试剂盒(批号23227)、DEPC水(批号R0021)、总RNA提取试剂盒(批号9109)、反转录试剂盒(批号RR306A)、qPCR定量试剂盒(批号RR820A),加拿大ABM公司。化学发光成像仪(型号Chemi-Doc),美国Bio-Rad公司;82中国中医药信息杂志2023 年 8 月第 30 卷第
19、8 期Western blot电泳仪(型号BioPhotometer),美国Bio-Rad公司;Semi-dry transfer半干转膜仪(型号TE77),美 国 GE 公 司;蛋 白 核 酸 分 析 仪(型 号BioPhotometer)、PCR 自动化系列化分析仪(型号AG22332),德国Eppendorf公司;荧光定量PCR仪(型号QuantStudio7 Flex),美国Life technologies公司。2实验方法实验方法2.1分组、造模及给药小鼠适应性饲养1周后,按随机数字表法分为正常组、模型组、孟鲁司特钠组及固本防哮饮低、中、高剂量组,每组6只。参照课题组前期方法8制备哮
20、喘缓解期小鼠模型:第 1、8 日予 0.2 mL 致敏液(OVA 100 g、氢氧化铝1 mg溶于生理盐水)腹腔注射致敏,第15日开始雾化吸入2.5%OVA雾化剂激发30 min,1次/d,连续14 d;第3254日将雾化频次改为3 d激发1次,每次30 min,共8次。第29、42、55日予RSV 50 L/只滴鼻诱导激发。以小鼠肺组织有炎症浸润及气道胶原沉积表现认定造模成功。第56日起,孟鲁司特钠组按2.6 mg/kg灌胃孟鲁司特钠溶液,固本防哮饮低、中、高剂量组分别按12、24、36 g/kg灌胃固本防哮饮溶液,正常组和模型组灌胃等体积蒸馏水,连续30 d。末次给药后24 h,麻醉小鼠,
21、脱颈处死,取肺组织放于液氮中,置于-80 冰箱保存备用。2.2Masson染色观察肺组织气道胶原纤维沉积肺组织经多聚甲醛固定后,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,浸蜡,包埋,切片,切片常规脱蜡至水,滴加Masson复合染色液染色5 min,蒸馏水冲洗,滴加磷钼酸染色5 min,甩干,滴加苯胺蓝染色液染色5 min,蒸馏水冲洗3 s,分化液分化3060 s,重复2次,无水乙醇脱水3次,每次2 min,二甲苯透明3次,每次12 min,中性树胶封固,显微镜下观察。2.3qPCR检测按照总RNA提取试剂盒步骤提取肺组织RNA,紫外分光光度计检测RNA浓度。参照反转录试剂盒将RNA反转录为cDNA,根据说明书
22、进行PCR,采用SYBR Green Master Mix选取20 L反应体系。反应条件:95 预变性30 s,95、5 s,60、3034 s,共40个循环。以GAPDH为内参,采用2-Ct法计算mRNA相对表达量。引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物序列见表1。2.4免疫组化染色石蜡切片脱蜡水化,抗原修复,使用3%H2O2室温孵育10 min,阻断内源性过氧化物酶,PBS洗涤后封闭,室温孵育1 h,蒸馏水洗涤,滴加CytC一抗(1 2 000),4 孵育过夜,滴加二抗,室温孵育1 h,洗涤后DAB显色,苏木素复染细胞核,脱水,封片,显微镜下观察,阳性表达呈黄色或棕色颗粒。随机选
23、择3个不同视野,Image J软件统计阳性染色面积。2.5Western blot检测称取1015 mg肺组织,分别加入裂解液300 L,研磨使充分裂解,4、13 000 r/min离心30 min,取上清液,BCA法测定蛋白浓度,将上样蛋白浓度定为2 g/L。用10%分离胶电泳,转膜后置于5%脱脂奶粉中封闭1 h,加入CytC一抗(1200)、Bcl-2(1 1 000)、Caspase-3一抗(11 000),4 孵育过夜,TBST洗膜,加二抗,室温孵育1 h,ECL发光液曝光成像。用Image J软件进行灰度分析,以目的蛋白灰度值与内参灰度值比值计算目的蛋白相对表达量。2.6ELISA检
24、测肺组织白细胞介素-17A、神经生长因子含量称取 1015 mg 肺组织,按 19(W/V)加入PBS,使用研磨仪充分研磨,4、15 000g 离心10 min,取上清液,BCA试剂盒检测蛋白浓度,将浓度定为3 g/L,按照ELISA试剂盒说明书步骤检测肺组织匀浆IL-17A、NGF含量。3统计学方法统计学方法采用GraphPad Prism 8.0统计软件进行分析。计量资料以x s表示,多组间比较采用方差分析。P0.05表示差异有统计学意义。4结果结果4.1固本防哮饮对模型小鼠肺组织气道胶原沉积的影响Masson染色中胶原纤维呈蓝色。与正常组比较,模型组小鼠肺组织气道中大量胶原纤维沉积,附着
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