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细胞外基质重塑在大鼠慢性阻塞性肺疾病模型气流阻塞中的作用
目的制备大鼠慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型,探讨气道细胞外基质(ECM)重塑的病理特点及其在气流阻塞中的作用, 以及不同干预因素的影响.方法熏香烟加气管注入小量内毒素法建立大鼠COPD模型,观察气道重塑的病理特点,测定肺功能及血气、气道各层横截面积,支气管肺组织匀浆羟脯氨酸(Hy)含量;粘膜下成纤维细胞(Fb)、淋巴细胞及肺泡巨噬细胞计数;放射免疫法测定血清中透明质酸、层粘连素含量.观察蛋白激酶C抑制剂H7、氧自由基清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)和转化生长因子(TGF)β单抗干预对大鼠模型气道重塑的影响.结果所建模型的病理及病理生理学改变基本符合人类COPD特点,I型胶原为主的ECM气道壁过度沉积;小支气管上皮层、平滑肌层截面积 (各为21 114 μm2、16 061 μm2) 与对照组(各为13 056 μm2及6 692 μm2)比较,差异有显著性(P均<0.001).NAC组、H7组及TCF-β单抗组上皮层截面积分别为12 701 μm2、11 836 μm2及11 244 μm2;平滑肌层截面积分别为7 051 μm2、6 426 μm2及6 420 μm2,与模型组比较差异有显著性(P均<0.001).模型组粘膜下Fb数为13.6±4.2,对照组为6.8±1.4,且功能活跃,淋巴细胞及肺泡巨噬细胞数亦显著增高.NAC组及TGF-β单抗组Fb数、三个干预组淋巴细胞、肺泡巨噬细胞数与模型组比较差异有显著性(P<0.05).模型组Hy含量[(111.5±2.3) pg/ml]与对照组[(47.8±9.7) pg/ml]比较差异有显著性(P<0.01),且分别与0.3秒用力呼气容积/用力肺活量占预计值百分比(FEV0.3/FVC%)呈显著负相关、与吸气及呼气阻力呈显著正相关(P各<0.001、0.05及0.01),黏膜下Fb数与Hy含量呈显著正相关(P<0.001).H7组Hy含量[(160.6±41.7) pg/ml]与模型组比较差异有显著性(P<0.05),NAC组[(83.1±41.7) pg/ml]和TGF-β单抗组[(71.2±20.3) pg/ml]与模型组比较差异有显著性(P<0.05);模型组血清层粘连素[(26±4) μg/L]及透明质酸含量[(19.4±1.4) μg/L]与对照组[(15±3) μg/L及(10.9±2.9) μg/L]比较差异有显著性(P<0.05).结论气道壁以I型胶原为主的ECM过度沉积及Fb增生活跃是COPD气道重塑的主要病理改变之一,是引起阻塞性通气功能障碍的重要原因,清除氧自由基和拮抗TGF-β均可减轻气道ECM重塑,而抑制蛋白激酶(PKC)不能减少气道壁胶原的沉积.
关键词: 细胞外基质重塑 气流阻塞 气道重塑 慢性阻塞性肺疾病模型 动物模型 -
哮喘豚鼠气道重塑与气道反应性的图像分析
目的研究哮喘豚鼠气道重塑的机制及气道反应性的变化。方法实验分二组:对照组(20只)和哮喘组(20只),取双肺与不同刺激因素作用后作组织切片、HE染色,通过图像分析仪测定支气管内周长、管壁厚度、外周长,并计算平滑肌收缩百分比(PMS)。结果(1)哮喘组支气管壁厚度(WA/Pi)为(10.0±2.0)μm2/μm,支气管壁平滑肌厚度(平滑肌的面积/Pi)为(4.8±1.5)μm2/μm,对照组WA/Pi为(7.9±2.1)μm2/μm,平滑肌的面积/Pi为(3.1±2.0)μm2/μm,两组比较差异均有显著性(P<0.01),支气管壁平滑肌细胞核数量(N/Pi)哮喘组为(0.012 3±0.002 7)个/μm,对照组为(0.010±0.003)个/μm,两组比较差异有显著性(P<0.05)。(2)哮喘组气道平滑肌对腺苷的反应性(以PMS表示)为0.34±0.07,对照组为0.29±0.08,两组比较差异有显著性(P<0.05),联用氨茶碱和腺苷后,哮喘组PMS为0.26±0.07,与单用腺苷组(0.34±0.07)比较差异有显著性(P<0.01)。(3)在Ach作用下哮喘组的PMS为0.24±0.04,对照组为0.19±0.06,两组比较差异有显著性(P<0.05),联用肝素和Ach后,哮喘组PMS为0.20±0.04,与单用Ach组(0.24±0.04)比较差异有显著性(P<0.05)。结论哮喘气道平滑肌增生是气道重塑的主要原因,氨茶碱和肝素可以抑制气道对腺苷和乙酰胆碱的反应性。
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c-Jun氨基末端激酶磷酸化在支气管哮喘大鼠气道重塑中的作用及糖皮质激素的影响
目的 研究c-Jun氨基末端激酶(JNK)磷酸化在支气管哮喘(简称哮喘)气道重塑中的作用,探讨糖皮质激素对白细胞介素(IL)-1β、JNK及哮喘气道重塑的影响.方法 将48只SD大鼠按随机数字表法分为对照组、哮喘组、布地奈德组和地塞米松组,每组12只,实验组以卵清白蛋白致敏和激发复制哮喘气道重塑模型,干预组分别于每次雾化激发前以布地奈德雾化或地塞米松腹腔注射干预,对照组以生理盐水代替卵清白蛋白致敏和激发.采用图像分析技术测定支气管壁厚度(Wat)和平滑肌厚度(Wam),ELISA法测定血清、BALF中IL-1β浓度,免疫组织化学检测肺内磷酸化JNK(P-JNK)及其下游物磷酸化c-Jun蛋白表达,Western blot检测肺匀浆P-JNK表达,直线相关分析Wat、Warn与P-JNK蛋白的平均吸光度(mA)的相关性以及P-JNK蛋白的mA与血清、BALF IL-1β浓度的相关性.结果 哮喘组气道壁厚度较对照组明显增加,其血清和BALF中IL-1β浓度[分别为(81±4)ng/L、(331±15)ns/L]高于对照组[(53±6)ng/L、(130±9)ns/L](t值分别为-8.62、-24.10,均P<0.01);免疫组织化学显示哮喘组P-JNK和P-c-Jun蛋白表达增高;Western blot检测哮喘组P-JNK蛋白的mA为1.66±0.16高于对照组的1.00±0.00(t=-8.35,P<0.01);布地奈德、地塞米松均可抑制JNK的磷酸化;各组Wat、Waln与P-JNK mA均呈高度正相关(r值分别为0.700、0.769,均P<0.01,rg=48),P-JNK的mA与血清、BALF IL-1β浓度均呈显著正相关(r值分别为0.689、0.805,均P<0.01).结论 JNK磷酸化与哮喘气道重塑密切相关;糖皮质激素能抑制JNK磷酸化,其机制之一可能是下调IL-1β表达.
关键词: 哮喘 JNK丝裂原活化蛋白激酶类 白细胞介素1β 糖皮质激素类 气道重塑 -
哮喘患者痰液中炎症介质和细胞因子与气道重塑的关系研究
目的以支气管粘膜网状基底膜厚度作为气道重塑的指标,探讨哮喘患者气道重塑与痰液中细胞因子和炎症介质的关系.方法对20例哮喘患者和10名正常对照者经纤维支气管镜行(纤支镜)支气管粘膜活检,测量支气管粘膜网状基底膜厚度,用荧光酶联免疫方法测定痰液中的嗜酸细胞阳离子蛋白(ECP),酶联免疫法测定白细胞介素5(IL-5)、肿瘤坏死因子(TNF-α)的水平;采用SPSS 8.0统计软件作等级相关分析,探讨哮喘患者痰液中ECP、IL-5、TNF-α水平与支气管粘膜厚度的关系.结果缓解期哮喘患者支气管粘膜网状基底膜厚度为(10.1±2.6) μm,与正常对照组[(4.4±1.2) μm] 比较,差异有显著性(P<0.005);哮喘组痰液中ECP水平为(144±80)μg/L、IL-5为(17±4) μg/L、TNF-α为(146±79) μg/L,与正常对照组[(81±44) μg/L、(14±4) μg/L、(53±36) μg/L]比较,差异有显著性(P<0.005); 两组痰液中ECP、IL-5与支气管粘膜厚度呈明显正相关(r=0.569、0.466,P均<0.005);两组痰液中TNF-α水平与粘膜厚度无明显相关(r=0.254,P>0.05).结论缓解期哮喘患者支气管粘膜网状基底膜厚度均存在不同程度增厚;而痰液ECP和IL-5水平与支气管粘膜厚度呈正相关,但痰液TNF-α水平与支气管粘膜网状基底膜厚度无显著相关.
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细胞周期蛋白D1在支气管哮喘小鼠肺组织中的表达及其与气道重塑的关系
目的 研究细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)在支气管哮喘(简称哮喘)小鼠肺组织中的表达,探讨Cyclin D1在哮喘及气道重塑中的作用.方法 将40只SPF级BALB/c小鼠按随机数字表法分为正常对照组(A组)、哮喘雾化2周组(B组)、哮喘雾化4周组(C组)、哮喘雾化8周组(D组)4组,每组10只.用10%鸡卵白蛋白(OVA)致敏和1%OVA激发小鼠建立哮喘模型.分析支气管肺泡灌洗液(BALF)中嗜酸粒细胞(EOS)计数及分类;用动物肺功能仪检测各组小鼠肺功能状况;用苏木精-伊红(HE)染色观察气道炎症及细胞浸润情况;用图像分析软件观察气道壁及平滑肌层变化情况;用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)及实时定量(Real-time)PCR测定肺组织中Cyclin D1 mRNA水平表达变化;用Western blot法观察肺组织中Cyclin D1的蛋白表达变化.结果 BALF分析结果提示,B、C、D组EOS计数分别为(42.6±0.9)×104/L、(54.7±1.4)×104/L、(44.8±2.4)×104/L,与A组[(3.4±0.5)×104/L]比较差异有统计学意义(q值分别为79.75、91.42、84.82,P均<0.01);对小鼠呼气阻力检测发现,乙酰胆碱浓度为45 μg/kg时B、C、D组分别为(5.27±0.16)cm·L-1·min-1、(6.68士0.20)cm·L-1·min-1、(7.14±0.41)cm·L-1·min-1,与A组[(4.11±0.15)cm·L-1·min-1]比较差异有统计学意义(q值分别为5.58、6.39、7.11,P均<0.05);支气管平滑肌面积/管腔内周长(Wam/Pi)B组为2.8±0.6,C组为4.8±0.6,D组为6.4±0.7,与A组(2.4±0.4)比较差异有统计学意义(q值分别为6.40、8.28、9.27,P<0.05);管壁面积/管腔内周长(Wat/Pi)B组为6.4±0.8,C组为8.3±1.2,D组为9.3±1.0,与A组(5.6±1.0)比较差异有统计学意义(q值分别为2.80、4.83、6.37,P均<0.05);Western blot检测发现Cyclin D1在B、C、D组表达量分别为0.587±0.015、0.808±0.029、0.826±0.022,与A组(0.404±0.016)比较差异有统计学意义(q值分别为5.87、8.08、8.26,P均<0.01);相关性分析结果提示呼气阻力和Cyclin D1水平表达呈正相关(r=0.83,P<0.05).结论 Cyclin D1在哮喘小鼠肺组织中表达增加,其表达与气道反应性呈正相关,Cyclin D1可能通过细胞外信号调节激酶(ERK)信号通路参与气道重塑过程.
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致敏大鼠肺内细胞增殖与凋亡的研究
为探讨支气管哮喘时气道重塑的特点及细胞增殖与凋亡机制对气道重塑的调节,我们检测了卵蛋白(OVA)致敏不同时间大鼠气道粘膜下细胞增殖及凋亡指数的变化、增殖细胞核抗原(PCNA)表达的变化以及气道基底膜Ⅲ型胶原表达的变化,并对与细胞增殖、凋亡密切相关的Fas/Fas L抗原表达进行研究。 材料与方法雄性SD大鼠24只,随机分为4组,每组各6只。对照1周组和对照3周组:以生理盐水代替抗原进行注射和雾化吸入;致敏1周组和致敏3周组:参照文献[1]方法给予OVA致敏和激发。雾化后分别于第7、21d经0.3%戊巴比妥钠麻醉,取肺组织。
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肺泡巨噬细胞合成转化生长因子β1在慢性阻塞性肺疾病气道重塑中的作用
慢性阻塞性肺疾病(COPD)病程中,反复炎症损伤及不完全修复可导致气道重塑.巨噬细胞所分泌的转化生长因子β1(TGF-β1)对肺内支气管形态变化、细胞外基质产生、组织纤维化等具重要作用[1].本组研究探讨肺泡巨噬细胞(AM)合成TGF-β1及其在COPD气道重塑中的作用.
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用呼吸道合胞病毒诱导致敏小鼠建立重度支气管哮喘动物模型
呼吸道病毒感染是导致支气管哮喘(简称哮喘)气道重塑及急性加重、致死的重要原因[1].我们采用呼吸道合胞病毒(RSV)诱导致敏小鼠复制重度哮喘模型,旨在为建立重度哮喘动物模型提供一种较理想的方法.
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慢性支气管哮喘小鼠气道血管生成及其在气道重塑中的意义
我们建立了慢性支气管哮喘(简称哮喘)小鼠模型以观察气道内血管生成的改变,初步探讨其机制及在气道重塑中的意义.
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吸入布地奈德气雾剂对致敏大鼠气道细胞增殖影响的研究
支气管哮喘是一种气道慢性炎症,在炎症发病过程中修复与重塑的调控机制已被引起高度重视.我们采用免疫组化ABC法,检测卵蛋白致敏不同时间(1、3周)大鼠气道粘膜下细胞增殖指数的变化及气道基底膜Ⅲ型、Ⅴ型胶原表达的变化,同时观察分别吸入布地奈德(商品名:普米克)1、3周的影响,以阐明吸入糖皮质激素对肺内气道重塑的影响.
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支气管哮喘患者诱导痰尿激酶型纤溶酶原激活系统状态的研究
尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)及其特异性受体(uPAR)和抑制物(PAIs),主要是Ⅰ型纤溶酶原激活物抑制物(PAI-1,简称uPA系统),除其纤溶功能外,在包括气道炎症等多种炎症反应和气道重塑中发挥重要作用.我们通过检测uPA系统在支气管哮喘(简称哮喘)患者诱导痰内的水平,观察其与部分炎性细胞因子水平及第一秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1占预计值%)的关系,对uPA系统在哮喘气道病理变化中的作用进行探讨.
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三氧化二砷对支气管哮喘小鼠气道成纤维细胞增殖及原癌基因表达的影响
三氧化二砷(As2O3)被认为是我国传统的抗肿瘤药物之一,其主要作用机制是抑制细胞增殖并促进细胞凋亡.近年来As2O3研究证实具有促进支气管哮喘(简称哮喘)豚鼠气道嗜酸粒细胞(EOS)凋亡、降低气道反应性的作用[1].慢性气道炎症、气道重塑是哮喘的两个主要特点,而气道重塑主要表现为气道平滑肌细胞(SMC)、成纤维细胞(FB)的增生和大量细胞外基质(ECM)的沉积.FB是气道黏膜下主要结构细胞之一,原癌基因c-myc、c-sis与FB增生密切相关.我们的研究通过体外培养,探讨As2O3对FB增殖及c-myc与c-sis基因表达的影响.
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支气管哮喘小鼠气道重塑过程不依赖变应原的持续暴露因素分析
支气管哮喘(简称哮喘)患者即使在脱离变应原后,气道内仍有炎症、气道高反应性和气道重塑存在,因原因不明,我们应用动物模型,探讨气道重塑的发生机制.
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表皮生长因子受体对支气管哮喘大鼠气道重塑的影响
支气管哮喘(简称哮喘)大鼠气道重塑是气道上皮反复损伤修复导致气道结构的改变,在此过程中表皮生长因子及其受体 (EGF/EGFR) 具有重要作用.我们的实验选用酪氨酸激酶抑制剂4′,5,7-三羟基异黄酮(Genistein,商品名:金转停,河北石家庄荣立药物研究所)阻断EGFR的激活,旨在观察抑制哮喘动物气道上皮EGFR的激活对气道重塑的影响,进一步深化对哮喘发病机制的认识.
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糖皮质激素防治支气管哮喘患者气道重塑的研究进展
近年研究发现,许多支气管哮喘(简称哮喘)患者的气道中除有炎性细胞浸润外,还存在不同程度的气道壁结构改变,包括气道平滑肌细胞增生/肥大、基底膜增厚、血管生成、黏膜化生等,哮喘患者的这种气道壁结构改变称为气道重塑(airway remodeling).目前认为气道重塑是气道受到慢性炎症反复刺激的结果,多肽生长因子、细胞因子、炎症介质和酶等在其中发挥着重要作用.
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支气管哮喘小鼠模型应用评价
支气管哮喘(简称哮喘)是由嗜酸粒细胞(EOS)、肥大细胞和T淋巴细胞等多种炎性细胞参与的气道慢性炎症性疾病,并伴有气道高反应性(AHR)、可逆性气流受限及黏液高分泌,晚期还可出现气道重塑.哮喘发病机制复杂,鉴于人体试验的局限性,目前对哮喘病因、发病机制及治疗等方面的研究很大程度上需要通过动物模型来进行.曾用于制作哮喘模型的动物很多,包括:猫、马、狗、猴、兔、羊、豚鼠、大鼠、小鼠等,其在反映人类哮喘方面各有优点及相应的局限性.其中小鼠模型是近年来采用多的哮喘动物模型.
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慢性阻塞性肺疾病炎症反应的复杂性及治疗新选择
气道炎症反应在COPD的发病中发挥着重要作用,在烟草烟雾等刺激因素作用下引起气道炎症细胞募集,激发先天性和继发性免疫反应,进而导致气管壁增厚,气道重塑,支气管平滑肌张力增加,黏液高分泌和肺实质弹性结构缺失,这是COPD发病的重要基础结构病变.
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支气管哮喘气道炎症无创检测技术的临床应用
支气管哮喘(简称哮喘)是一种气道炎症性疾病,这种炎症具有长期持续的特点,有资料显示临床症状缓解之后气道炎症和气道高反应性(AHR)仍可长期存在,气道炎症的持续是临床症状反复发作的病理基础,长期持续的慢性炎症还与气道结构改变即所谓气道重塑密切相关.
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支气管哮喘发病机制研究新进展
支气管哮喘(简称哮喘)作为一种免疫调节异常的疾病已经取得了普遍的共识.有关哮喘免疫调节紊乱的机制,得到广泛关注的有著名的"卫生学假说".卫生学假说的核心是Th1/Th2细胞因子的平衡学说,亦即Th1/Th2细胞所产生的细胞因子有互相制约彼此表型的分化和功能的特性.当Th1细胞占优势时,就会抑制Th2细胞的功能.然而,近来免疫学研究进展对这一假说提出了挑战,试图通过上调Th1纠正Th2的免疫偏倚以治疗变应性哮喘的思路可能是把问题过于简单化了.与此同时,有的学者也对哮喘气道高反应发生的气道重塑及细胞学基础提出了重要的论点.
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结缔组织生长因子在支气管哮喘小鼠肺组织中的表达及其与气道重塑的关系
气道黏膜下纤维化是支气管哮喘(简称哮喘)气道重塑的主要特征之一.目前认为结缔组织生长因子(CTGF)是转化生长因子β1(TGF-β1)致纤维化作用的下游介质[1],它参与肺纤维化[2-3]等多种器官纤维化的发生.我们通过检测小鼠哮喘模型肺组织中CTGF mRNA的表达并结合TGF-β1和胶原蛋白的测定,探讨其在哮喘及气道重塑发病机制中的作用及两者间的相关性.