SD大鼠肺气肿模型的建立及全反式维甲酸干预作用探讨.pdf
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1、中国药理学通报C h i n e s eP h a r m a f c o l o # c a lB u l l e t i n 2 0 0 8M a y ;2 4 ( 5 ) :6 2 1 56 2 1 S D 大鼠肺气肿模型的建立及全反式维甲酸干预作用探讨 马晋,刘荣玉,周文勤,郭亚利,汪伟民 ( 安徽医科大学第一附属医院老年呼吸内科,安徽合肥2 3 0 0 2 2 ) 中国图书分类号:R - 3 3 2 ;R3 2 2 3 5 ;R3 2 9 2 4 ;R5 6 3 3 0 5 3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1 1 9 7 8 ( 2 0 0 8 ) 0 5 0 6 2 1
2、一0 5 摘要:目的观察不同浓度的全反式维甲酸( a l l - t r a n s r e t i n o i c a c i d ,A T R A ) 对猪胰蛋白酶复制的大鼠肺气肿模型的治疗作 用。方法建立猪胰蛋白酶( p o r c i n ep 锄c 蹦i ce l a p s e , P P E ) 复制的大鼠肺气肿模型,将体重1 7 0 2 2 0g 的6 0 只 S D 大鼠随机分为生理盐水对照组( N ) 、模型组( P 、小剂量 A T R A 治疗组( R 。) 、中剂量A T R A 治疗组( R 2 ) 、大剂量A T - R A 治疗组( R ,) 、棉籽油组( c
3、) 各l O 只。后5 组向大鼠气管 内滴注1U g 。P P E ,N 组同样滴注等量生理盐水,饲养7 6 d ,治疗组和棉籽油组分别向大鼠腹腔内连续注入大、中、小 剂量A T R A 和棉籽油1 4d 。测量干预前后的大鼠肺体积,血 气分析和病理形态学图像分析了解不同浓度A T R A 对于 P P E 复制的大鼠肺气肿模型的治疗效果。结果R 。、R , 组、P 组、C 组的大鼠肺体积明显大于N 组( P 0 0 5 ) ;R l 、R 2 组的肺体积较P 组差异有显著性( 尸 0 0 5 ) ;R 3 组较P 组之间差异无显著 性。 肺泡形态学结果显示:P 、R 。、R :、R 3 和C
4、 组与N 组比较,N a 明显减少,M A A 增大,M L I 较大,差异有 万方数据 中国药理学通报c i n e s e 用m 砒咖Z 风以砌2 0 0 8M a y ;2 4 ( 5 ) 6 2 3 | I h b1 咖陴函n0 f 恤e 蛔唱v o l u m e 删砒v e o l a rw r p h o m e t r y 伽m e 出F 伽阳0 f n b G r o u p n V e m M L L m M A A “m 3 N a n u m b e r Nl O1 4 3 2 97 1 5 0 5 34 3 7 2 1 3 5 2 9 3 72 7 5 1 6 士3
5、4 4 2 Pl O 2 2 3 1 4 9 1 3 2 l O 9 9 一1 8 舛3 4 5 3 2 1 5 1 9 7 8 3 8 1 5 6 6 R l 9 1 8 8 3 1 1 7 一l O 3 3 土1 0 7 一o1 0 9 9 7 1 l 2 2 4 4 7 5 “o1 4 9 1 8 也8 5 “ 如 9 1 8 7 2 5 5 6 一“3 7 2 0 3 “1 3 2 7 9 傩4 2 3 4 0 5 “1 3 6 4 9 4 4 8 “ R 3 9 1 9 5 5 3 “1 3 9 2 1 8 2 ”1 8 4 7 2 1 6 4 3 5 5 1 3 “1 0 1 0
6、3 2 2 3 8 C92 1 3 3 士1 7 3 ”1 3 3 5 1 4 6 “ 1 7 7 0 9 3 4 7 5 2 4 一褐1 9 2 0 7 一 P 0 0 5 ) 。见T a b1 。 2 3 动脉血气分析各组大鼠动脉血气分析结果 见T a b2 。结果显示P 、R 3 、c 组的P a 0 2 、S a 0 2 值低 于N 组( 均P 0 0 5 ) ,P a C 0 2 值高于N 组( 均P 0 0 5 ) 。R ,、c 组血气分析值各项指标与P 组 差异无显著性( P 0 0 5 ) 。 3 讨论 由于引起C O P D 的机制尚不完全清楚,目前为 了更好的研究,国内外学
7、者采用多种方法构建实验 性肺气肿动物模型。肺气肿中参与肺组织降解的主 要为弹性蛋白酶,中性粒细胞是弹性蛋白酶的主要 来源。此外,单核细胞、纤维母细胞、平滑肌细胞、血 小板等也可释放弹性蛋白酶“ J 。弹性蛋白酶不仅 可分解弹性蛋白,还能降解纤维粘连蛋白、蛋白聚糖 以及、型胶原等。弹性蛋白酶注入动物肺内,可 穿越肺泡上皮细胞进入肺间质,分解弹力纤维,从而 形成肺气肿。弹性蛋白酶来源广泛,目前应用较多 的动物肺气肿模型是从猪胰腺中提取弹性蛋白酶, 诱导动物形成肺气肿,肺内结构蛋白的降解在猪胰 蛋白酶( P P E ) 诱导的实验动物肺气肿发生机制中起 重要作用1 。 通过本实验可以看出,给予大鼠气
8、管内一次性 滴入P P E1U g ,经9 0d 饲养后,统计对比模型 组和正常组的血气分析,肺体积和病理统计图像分 析。发现对照组肺体积明显小于模型组,血气分析 显示模型组的二氧化碳分压( P a C O :) 明显高于正 常,氧分压( P a O :) 低于正常,氧饱和度( s a o :) 低于 正常,差异有统计学意义。形态学光镜下可见肺泡 壁破坏、泡腔融合,肺泡明显扩张,N a 减少,M H 明 显增大,类似人类全小叶型肺气肿改变。病理统计 图像分析与对照组比较,模型组M 从、M u 明显较 大,N a 明显较少,差异有显著性。说明肺气肿模型 复制成功。比较其它的造模方法,本实验方法优
9、点: 万方数据 6 2 4 中国药理学通报C h i n e s eP h a r m a c o l o g i c a lB u l l e t i n2 0 0 8M a y ;2 4 ( 5 ) 方法简便、可靠、安全、可重复性强、无需特殊仪 器、对人体无伤害。周期短、效果确切、病理改变 明显,随时间长短形成肺气肿程度加重,可据需要选 择复制周期。本实验方法较“雾化吸人法”程序简 便,避免了剂量不准,试剂浪费的缺点;较“烟雾刺 激法”时间短,效果确切;较“静脉途径给药法”作用 直接,避免了血液成分的干扰。缺点:利用气管切 开,虽然方法简单,效果确切,但对大鼠有一定的创 伤。研究对象是大鼠
10、,为啮齿类动物,其鼻部和呼吸 道解剖结构和人类毕竟有很大差异。 本实验应用大、中、小不同剂量的A T R A 棉籽油 溶液治疗已形成肺气肿模型的大鼠,结果发现( 见 T a b1 ,2 ) :棉籽油作为A T R A 的溶剂,对肺气肿 无治疗作用,不影响对A T R A 治疗作用疗效的判定。 小、中剂量的A T R A 治疗后的大鼠从肺体积和肺 泡形态学分析,发现治疗后肺气肿大鼠肺泡出现修 复或阻止了肺泡的继续破坏,但未恢复正常对照水 平。大剂量的A T R A 治疗后与模型组无差异,说明 治疗无效。从血气分析比较得出,小、中剂量A T - R A 治疗后,大鼠肺换气功能有改善的趋势;大剂量
11、A T R A 治疗后,肺气肿大鼠换气功能没有改善作用。 从大量文献发现,小、中剂量的A T R A 对肺气肿 的结构修复有改善作用,阻止其发展。其机制可能 有以下几个方面:肺气肿和I I 型胶原细胞程序性 死亡之间存在一定关系。半胱天冬酶3 在人类气道 上B E A S - 2 B 细胞和人类肺泡上皮A 5 4 9 细胞的程序 性死亡过程中起了关键性的作用一J ,同时对中性粒 细胞、淋巴细胞、肺泡间隔细胞程序性死亡也起一定 作用。R A 则抑制了弹性酶活性和弹性酶诱导的半 胱天冬酶3 的活性。半胱天冬酶3 抑制剂明显抑制 了弹性酶诱导的B E A S - 2 B 和3 5 4 9 细胞的D
12、N A 片 断。R A 可能因此阻止肺气肿的发展0 | 。研究 发现:在肺泡壁周围的间充质细胞内有丰富的维A 酸颗粒,其含量在肺泡隔形成之前达顶峰。当出现 新的弹性蛋白基质的沉积和肺泡隔形成时其含量减 少,说明R A 对肺泡隔形成起重要作用【1 1 3 | 。 体外实验发现外源性的R A 能上调肺泡成纤维细胞 中弹性蛋白的表达4J 。F r a n k e n b e n g e r 在慢阻肺患 者的支气管肺泡灌洗液中分离的肺泡巨噬细胞培养 中,发现A T R A 能够抑制基质金属蛋白酶9 ( m a t r i x m e t a l l o p r o t e a s e - 9 ,M M
13、 P 0 9 ) 和上调金属蛋白酶组织抑 制剂1 ( t i s s u ei n h i b i t o ro fm e t a U o p r o t e a s e 一1 ,T I M P 一1 ) 的转录和表达水平,通过调节M M P - 9 T I M P l 的失 衡达到减少肺泡细胞外基质降解的作用引。维 甲酸不仅在肺泡隔形成过程中起促进作用,也通过 视黄醇受体直接作用于肺泡表面活性剂一A 基因而 刺激肺泡表面活性蛋白的基因表达【l6 。 大剂量的A T R A 在形态学无明显效果,与F u j i t a 等M3 研究结果相似,可能是剂量过大了出现毒副作 用,引起维甲酸综合症,促
14、进了肺部炎症的发展,使 肺气肿继续发展。通过血气分析的统计比较,各种 剂量的A T R A 干预后,肺脏的换气功能改善不明显, 这可能由于修复后的弹性纤维交联无序,影响了功 能的恢复有关,与T e p p e r 等73 报道的肺弥散功能 未获得改善的结果相似,其详细机制还有待进一步 研究。 总之,本实验利用不同剂量的A T R A 干预弹性 蛋白酶诱导的实验性肺气肿成年大鼠,了解对于已 经形成的肺气肿模型的治疗作用,较之以往研究更 进一步探讨了A T R A 治疗C O P D 的可能性。 参考文献: 1 程爱兰,武明花,黄卫国,等小剂量二烯丙基二硫联合全反式 维甲酸对H L - 6 0 细
15、胞的生长抑制和诱导分化作用研究 J 中 国药理学通报,2 0 0 6 ,2 2 ( 4 ) :5 1 2 1 C h e n gAL ,w uMH ,H u a n gWG ,e ta 1 G r o w t hi n h i b i t i o na n dd i f - f e t e n t i a t i o ni n d u c e db yl o w d o s ed i a i l y ld i s u l f i d ec o m b i n e dw i t I l a l l t r a n sr e f in o i c a c i di nH L - 6 0c e l
16、l s J 现讥P h a r m a c o B u l l , 2 0 0 6 。2 2 ( 4 ) :5 1 2 2 梁斌,宋旭红,黄东阳维甲酸衍生物对肿瘤细胞的凋亡诱 导作用 J 中国药理学通报,2 0 0 6 ,2 2 ( 3 ) :2 5 7 6 2 2 L i a n gB ,S o n gXH ,H u a n gD Y F u n c t i o no fa p o p t o s i si n d u c e db y d e r i v a t i v e so fr e t i n o i da c i dO i lt u m o rc e l l s J 傩讥P h
17、a m m l B u l l ,2 0 0 6 ,2 2 ( 3 ) :2 5 7 6 2 3 钟久昌,黄东阳,于汇民,谢建平全反式维甲酸对高血压大鼠 体内a p e l i n - A P J 信号系统的影响 J 中国药理学通报,2 0 0 7 , 1 6 ( 3 ) :2 1 0 二- 4 3 】Z h o n gJC ,H u a n gDY ,Y uHM ,X i eJP E f f e c t so f a l l - t r a n s t e t i n o - i ca c i dO i lt h ea p e l i n A P Js i g n a l i n gi ns
18、 p o n t a n e o u s l yh y p e r t e n s i v e 日招 J C h i nP h a n n a c o lB u l l ,2 0 0 7 ,1 6 ( 3 ) :2 1 0 - 4 E 4 M a s a a t eGD ,M a s s a r oD ,C h a nW Y ,e ta 1 R e t i n o i ca c i dr e c e p t o r b e t a 锄e n d o g e n o u si n h i b i t o ro ft h ep o f i n a t a lf o r m a t i o no f
19、p u l m o n a - r ya l v e o i J P h y s i o lC e n o m i c s ,2 0 0 0 ,4 ( 1 ) :5 1 - 7 5 R o t hMD ,C o n n e rJE ,D A r m i e n t oJM ,e ta 1 F e a s i b i l i t yo ft e l i n - o i d sf o rt h et r e a t m e n to fe m p h y s e m as t u d y J C h e s t ,2 0 0 6 ,1 3 0 ( 5 ) :1 3 3 4 4 5 6 F u j
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