大剂量盐酸氨溴索对大鼠肺损伤后Toll样蛋白受体4核转录因子-κB的作用研究重点
2021-04-08
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中华老年医学杂志2016年6月第35卷第6期ChinJGeriatr,June2016,V01.35,No.6647・基础研究・大剂量盐酸氨溴索对大鼠肺损伤后Toll样蛋白受体4/核转录因子一KB的作用研究李晓平张卫东姜涛杜洪印王文辰任宏李磊祖红林夏彦民杨波300192天津市第一中心医院胸外科(李晓平、张卫东、李磊、杨波),麻醉科(杜洪印),血管外科(祖红林);710038第四军医大学唐都医院胸外科(姜涛、王文辰、夏彦民);710061西安交通大学医学院第一附属医院胸外二科(任宏)通信作者:杨波,Email:yangbochest@126.corn;姜涛,Email:jiangtaochest@163.comDOI:10.3760/cma.i.issn.0254—9026.2016.06.020【摘要】目的研究大剂量盐酸氨溴索对大鼠肺缺血再灌注损伤后Toll样蛋白受体4(TI。R一方法4)/核转录因子一xB(nF—xB)表达的影响及可能作用机制。将健康雄性SD大鼠60只随机分为4组,每组15只:第1组即对照组;第2组即盐酸氨溴索组;第3组即肺缺血再灌注(I/R)组;第4组即I/R+盐酸氨溴索组。第2、4组造模前给予静脉注射盐酸氨溴索0.75g/L,第1、3组造模前给予注射与治疗量等容量的生理盐水。观察肺组织病理学改变并评分,检测湿干重比值(W/D)、白介素18(II。一113)、肿瘤坏死因子d(TNF—a)、NF—KB,Westernblot方法观察大鼠肺组织TI。R4的表达。结果与第1组相比,第3组肺泡壁增宽,肺泡腔内可见出血等炎症表现,W/D、炎性因子显著升高,肺组织W/D、IL一1D、TNFa、NFxB和TLR4表达明显升高;与I/R组相比,第4组肺泡腔内出结血、水肿等炎症表现减轻,W/D、炎性因子显著降低,肺组织NF—JoB及TI。R4表达量明显降低。论大剂量盐酸氨溴索通过下调TI。R4/NF-xB信号通路发挥对肺缺血再灌注损伤大鼠的保护作用。【关键词】氨溴索;急性肺损伤;Toll样受体4;NF—xB基金项目:国家自然科学基金(81070062),军队“十二五”课题(12MA208)Effectsoflarge-doseofAmbroxolhydrochlorideonToll—likereceptor4/Nucleartranscriptionfactor-kappaBexpressioninratswithlunginjuryLiXiaoping。ZhangWeidong,Jiangno。DuHongyin.WangWenchen,RenHong,LiLei,ZuHonglin,XiaYanmin,YangBoDepartmentofThoracicSurgery,TianjinFirstCentralHospital,Tianjin300192,China(LiXP,ZhangWD,LiL,YangB);DepartmentofVascularSurgery,TianjinFirstCentralHospital,Tianjin300192,China(D“Hy);DepartmentofThoracicSurgery,TangduHospital,TheFouthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710038,C^ina(JiangT,WangWC,XiaYM);DepartmentofThoracicSurgery,TheFirst710061,China(RenH)CorrPs户o”di”gauthor:YangBo,Email:yangbochest@126.CO?TI;Jiang丁么o,Email:JiangtaochestHospitalAffiliatedHospital(,fxijanJiaotongUniversity,xian@163.corn[Abstract]ObjectivelikereceptorToinvestigatetheeffectoflarge—-doseofAmbroxolhydrochloridetranscriptiononToll——4(TLR4)/Nuclearfactor—kappaB(NF-KB)expressioninratafterlungratsischemia—reperfusioniniury(LIRI),andpossiblemechanisms.randomlyassignedintofourgroups(n一15,each):thefirstMethods60healthySDweregroup(controlgroup),thesecondgroup(Ambroxolhydrochloridegroup),thethirdgroup(ischemia—reperfusiongroup,I/R),andthefourthgroup(I/R+ambroxolhydrochloridegroup).Thesecondandfourthvolumeofsaline.TheLIR—inducedpathologicalchangesweregroupswereinjectedwithreceivedequalwet—to—dryKBAmbroxolhydrochloride0.759/1byintravenousinjection.Thefirstandthirdgroupsobservedandgraded.Theweightratio,interleukin一1B(IL-18),tumornecrosisfactor—a(TNF-a),nucleartranscriptionfactor(NF-KB)weredetermined.TheproteinexpressionofTLR4inlungtissueswasdetectedbyWesternblotting.ResultsComparedwiththecontrolgroup,theI/Rgroupshowedthatthethickenedalveolarwall,alveolarhemorrhageandotherinflammatorychangesinlungtissueswerefound,andthatthewet—to—dryweightratio,andexpressionsincreased.ThealveolarofIL一1B,TNF—d,NF—KBandT1.R4changesinweresignificantlytissueswerehemorrhage,edemaandotherinflammatorylung万方数据中华老年医学杂志2016年6月第35卷第6期ChinJGeriatr,June2016,V01.35,No.6alleviated,andthewet—to—dryweightratio,theexpressionsofinflammatorycytokines,NF-KBandversusTLR4in1ungtissuesweresignificantlydecreasedinI/R+ambrox01hydrochloridegrouptheI/Rgroup,.ConclusionsThelarge-doseofAmbroxolhydrochloridehasrataprotectiveeffectonlungischemia—repeHusioninjuryinthroughdown—regulatingTLR4/NF—KBsignalingpathway.Acutelunginjury;Toll—likereceptor4;Nuclearfactor—kappaB[Keywords]Ambroxol;Fundprogram:NationalChina(81070062);MilitaryMedicalScientificResearchProjectduringtheTwelfthFive—yearPlanPeriod(12MA208)NaturalScienceFoundationof随着现代胸外科的发展,尽管脏器的保存、外科手术操作和围术期处理有了很大改进,但是,肺缺血再灌注损伤仍然是导致早期高发病率和晚期高病死率最重要的原因[1]。大量临床研究证实,盐酸氨溴索大剂量应用时可对肺脏发挥抗炎、抗氧化等保护作用[2‘3J。我们前期研究发现预先给予大剂量盐酸氨溴索对鼠肺移植术后急性肺损伤有重要的保护作用,减轻大鼠肺脏炎性损害,但其具体机制未进一步研究[2]。本实验于2014年6月至2014年12月对大剂量盐酸氨溴索对大鼠肺缺血再灌注(I/R)损伤后Toll样蛋白受体4/核转录因子一IcB(TLR4/NF—KB)的影响进行了探讨,以期为其临床应用提供更多的理论和实验依据。材料和方法一、材料1.实验动物:健康成年雄性SD大鼠60只,由第四军医大学实验动物中心提供。体重200~230g,实验前常规饲养1周。2.实验器材及试剂:Western—blot蛋白电泳仪(Bio—Rad公司),盐酸氨溴索(勃林格殷格翰公司),兔抗大鼠TLR4抗体、兔抗大鼠p-actin抗体、辣根过氧化酶标记的羊抗兔IgG(美国Sigma公司),BCA蛋白定量试剂盒(上海碧云天生物技术有限公司)、双荧光素酶报告系统试剂盒(深圳华安平康生物科技有限公司)。二、方法1.动物模型建立、分组及给药:健康成年雄性SD大鼠随机分为对照组、盐酸氨溴索组、I/R组和I/R+盐酸氨溴索组,每组15只。盐酸氨溴索组和I/R+盐酸氨溴索组在造再灌注模型前30min给予静脉注射盐酸氨溴索0.75g/L,对照组和I/R组则注射与上述治疗量等容量的生理盐水。腹腔注射1%戊巴比妥40mg/kg麻醉后,将大鼠仰卧固定于手术板上,经口气管插管,并连接呼吸机,呼吸机辅助通O:(60%),最高峰压在10cmH:O,最万方数据大呼气末压力为2cmH:O(1cmH:O一0.098kPa)呼吸频率60次/min,呼吸比2:3,潮气量为9ml,这些参数可以排除其他原因导致的急性肺损伤。胸部备皮常规消毒后铺巾,无菌条件下取右侧第4肋间前外侧切口入胸,分离肌层,剪开胸膜,游离右肺门,尾静脉注射肝素50U,混合盐水总体积500肚l,待5min后肝素开始发挥作用,以无创伤动脉夹夹闭肺门处血管,缝合切口,60min后经原切口进胸,取出动脉夹,恢复血供,形成缺血再灌注。对照组及盐酸氨溴索组全麻后,操作方法同上述,但不需夹闭肺门。2.肺组织湿/干重比值(W/D):样本右肺组织上叶称湿重后70℃电热恒温干燥箱中烤24h后为干重,计算肺组织W/D。3.HE染色:中叶肺组织置于甲醛固定、石蜡包埋、切片、染色,光镜下观察肺组织病理学变化。4.酶联免疫吸附实验(ELISA):麻醉处死大鼠,结扎肺门,支气管肺泡灌洗液(BALF)收集大鼠炎性因子,在4℃下灌洗液离心1000r/min5min后取上清。依据说明产品说明书进行BCA蛋白定量。通过ELISA试剂盒检测II。一1J3和TNF一Ⅱ水平的表达。5.Westernblot检测:肺组织加入细胞裂解液、充分匀浆,于4℃离心后,用BCA法进行蛋白定量,加上样缓冲液并煮沸5min,上样10肚l,进行SDS—PAGE并转移到PVDF膜上。滴加50g/L脱脂奶封闭1h后,分别滴加兔抗大鼠TLR4抗体、t?-actin抗体(室温封闭lh)及辣根过氧化酶标记的羊抗兔IgG二抗(室温封闭1h)。滴加ECL反应混合液,置入仪器观察结果分析灰度值。6.免疫组化:常规石蜡切片,常规二甲苯、梯度酒精脱蜡至水后,3mol/L尿素消化,柠檬酸盐缓冲液(pH6.o)进行抗原修复,新鲜配制3%H:O:封闭,滴加血清封闭液30min,甩去血清,加一抗NF—IcBp65(1:150),4。C冰箱孵育过夜,37℃复温,滴加试剂B(生物素标ig--抗),室温37^C孵育45min,PBS冲洗,试剂C(亲和素)室温孵育室温37℃孵育40min。滴加新鲜配制的DAB显色液中华老年医学杂志2016年6月第35卷第6期ChinJGeriatr,June2016,V01.35,No.6◆一◆◆◆避光显色,5~10min后中止显色,水洗,再以苏木三、大剂量盐酸氨溴索对大鼠IL—lG和TNF—a素染色,依次经乙醇梯度脱水、二甲苯透明及中性炎性因子的影响树胶封片。设置空白对照以PBS代替一抗,其余大鼠肺缺血再灌注损伤后,IL一1B和TNF—a炎步骤同上。症因子的水平明显升高;大剂量盐酸氨溴索能显著三、统计学方法降低IL一1口和TNF—Q炎症因子的水平表达量(P<采用SPSS19.0统计软件包括进行分析,所有0.01),见表1。数据均以孑±S表示,两组间的比较采用Tukey’St四、肺组织TLR4蛋白水平量的表达检验,P<0.05为差异具有统计学意义。对照组与盐酸氨溴索组中TLR4几乎无明显变化;I/R组中肺组织TLR4的表达量显著增多结果(P<o.05);而]/R+盐酸氨溴索组TLR4表达量相对降低(P<o.01),见表1,图5。一、大剂量盐酸氨溴索对大鼠肺组织的影响I/R一一++对照组和盐酸氨溴索组大鼠肺组织小叶结构盐酸氨澳索一十一+清晰,肺泡腔内无明显渗出,肺泡间质无明显炎性TLR4-’’’’100000浸润,肺泡壁无明显增厚;而I/R组大鼠肺泡壁增宽,肺泡间质有炎性浸润,肺泡腔内可见大量出血B-acti“●—,—_-—--42000和渗出等炎症表现;I/R+盐酸氨溴索组大鼠肺泡图5Wt州crn—blot检测7I-I。RI蛋白含量壁明显变薄,肺泡腔内出血量减少,炎性渗出减少,见图l~4。五、大剂量盐酸氨溴索对大鼠NF—xB活性的二、大剂量盐酸氨溴索对大鼠肺组织W/D的影响影响肺组织NF-xB蛋白在对照组与盐酸氨溴索组与对照组与盐酸氨溴索组相比较,I/R组肺组胞浆、胞核中无表达。与对照组相比较,I/R组织湿干重比值明显升高(P<0.05),而I/R+盐酸NF—KB蛋白在胞浆和胞核中表达量明显增多,处氨溴索组肺组织湿干重比值明显降低(P<o.01),于活化状态;而I/R+大剂量盐酸氨溴索组NF一,cB见表1。蛋白在胞浆和胞核中表达量相对减少(图6~9)。,墓..,◆≯r,。、0譬黟£譬-睽O,麟吐0.’图6对照组大鼠肺组织表现图7盐酸氨溴索组大鼠肺组织表现图8I/R组大鼠大鼠肺组织表现图9I/R+大剂量盐酸氨溴索大鼠肺组织表现免疫组化染色×400万方数据650中华老年医学杂志2016年6月第35卷第6期ChinJGeriatr,June2016,V01.35,No.6表1盐酸氨溴索对大鼠肺组织相关指标的影响(『+s)讨论缺血再灌注损伤被认为是组织器官致伤的潜在重要因素,更是器官移植术后的常见并发症[4]。TLR4是识别LPS、炎症因子、活性氧的最主要受体,TLR4表达的水平决定着肺内炎症反应的程度[5]。研究还发现,氧化磷脂类(()xPAPC)同样是重要的直接致损因素,而OxPAPC也正是通过触发TLR4而进一步导致AI。I发生L6]。因此,在众多导致ALI的机制中,TLR4信号通路发挥着关键作用。已知TLR4/NF一.cB信号传导通路的激活是直接导致再灌注损伤的主要因素之一[5’“。若能阻断TLR4/NF—KB信号传导通路,调控炎症反应的发生发展,可有效减轻机体组织的损伤。国内外关于大剂量盐酸氨溴索对肺缺血再灌注损伤的肺保护作用机制报道较少,延续前期课题,我课题组进一步研究发现,I/R+盐酸氨溴索组可减轻大鼠肺水肿,降低IL一1|3和TNF—a水平表达,同时抑制NF—KB转录活性,Western—blot检测发现TLR4蛋白表达水平显著下降。提示大剂量盐酸氨溴索可能通过下调TLR4蛋白的表达,减少下游TRAF6作用于IKK0:/J3/7复合物,从而抑制NF—KB的活化,最终缓解肺水肿、减轻肺组织炎症反应,保护肺泡上皮细胞的作用口]。利益冲突:无参考文献[1]ZhangC,Guoz,LiuH,eta1.Influenceof万方数据levosimendanpostconditioningonapoptosisofratlungcellsinamodelofischemia—reperfusioninjury[J].PLoSOne,2015,10(1):e0114963.DOI:10.1371/journal.pone.0114963.[2]李明江,张卫东,王旭晖,等.大剂量盐酸氨溴索对鼠肺移植后急性肺损伤的影响[J].中华老年医学杂志,20i2,31(i):7卜72.DOI:10.3760/cma.i.issn.0254—9026.2012.01.023.LiMJ,ZhangWD,WangXH,eta1.CurativeeffectofambroxolinlargedoseonlungtransplantationinratsJ].ChinJGeriatr,2012,31(1):7172.DOI:10.3760/cma.j.issn.0254—9026.2012.01.023.[3]I。uD,MaJ,YangX.SalmeterolcombinedwithfluticasonepropionateimprovedCOPDinpatientsduringstablestage[J].IntJClinExpMed,2014;7(9):2907—2911.[41YangB,NiYF,WangWC,eta1.MelatoninattenuatesintestinaIischemia—reperfusioninducedlunginjuryinratsbyupregulatingNDRG2[J].JSurgRes,2015,194(1):273—280.DOI:10.1016/j.jSS.2014.11.018.[5]ZhouZ,ZhuX,ChenJ,eta1.TheinteractionbetweenToll—‘likereceptor4signalingpathwayandhypoxia——induciblefactorisinlungischemia—reperfusioninjury[J].JSurgRes,2014,188(1):290—297.DOI:10.1016/j.jSS.2013.11.1086.[62ImaiY,KubaK,NeelyGG,eta1.IdentificationofoxidativestressandToll—likereceptor4signalingasakeypathwayofacutelunginjury[J].Cell,2008,133(2):235—249.DOI:10.1016/j.cell.2008.02.043.[7]ShimamotoA,PohlmanTH,ShomuraS。eta1.Toll一1ikereceptor4mediates1ungischemia—reperfusioninjury[J].AnnThoracSurg,2006,82(6):2017-.2023.E8]YangB,LiXP,NiYF,eta1.ProteetiveEffectofIsorhamnetinonLipopolysaceharide-InducedAcuteLungInjuryinMice[J].Inflammation,2016,39(1):129—137.DOI:10.1007/s10753-015-0231—0.(收稿日期:2015—02—27)(本文编辑:孟丽)