基于Keap1-Nrf2/ARE信号通路探讨中药复方新风胶囊改善SS患者心肺功能的机制

来源 :安徽中医药大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yinmeng6112501
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1目的在中医“心脾、肺脾相关”理论指导下,以“心痹、肺痹”为切入点,分析、总结干燥综合征(SS)心、肺功能损伤的中医学病机,从临床角度观察SS患者心肺功能变化、外周血ROS、RNS、SOD、T-AOC、MDA、GSH、TRX及B,T淋巴细胞衰减因子(BandTlymphocyteattenuator,BTLA)、CD19+、CD24+调节性B细胞(Treg)的表达频率,外周血IL-18、IL-35、TNF-α、TNF-γ、IL-4、IL-10的变化及患者生活质量及新风胶囊对其的影响;从动物实验角度系统观察大鼠的饮水量变化、体质量变化、脾指数、颌下腺指数、心肺的组织学变化,观察SS大鼠心肺功能的变化、外周血IL-18、IL-35、TNF-α、TNF-γ、ROS、SOD、T-AOC、MDA的变化,检测SS大鼠心、肺组织Keap1-Nrf2-ARE信号通路及γ-GCS、HO-1通路蛋白的变化,评价中药新风胶囊(XFC)对其影响,探讨XFC改善SS大鼠心、肺功能的作用机制。2方法2.1理论研究系统搜集和整理SS心、肺病变相关文献,筛选和总结引起SS心、肺病变发病机制的国内外研究现状,评价和分析Keap1-Nrf2-ARE通路激活途径,从理论角度研究SS心、肺功能降低与Keap1-Nrf2-ARE信号通路的关系。依从中医基础理论阐述中医“心”与“脾”、“肺”与“脾”之间关系,从生理病理及病因病机角度探讨“心脾”、“肺脾”的联系,探寻健脾化湿通络法治疗SS心肺功能降低的机制。2.2临床研究2.2.1观察64例干燥综合征患者心肺功能、氧化应激指标、细胞因子及生活质量、焦虑和抑郁情况。2.1.2干燥综合征患者细胞因子、BTLA、CD19+、CD24+调节性B细胞(Treg)的表达频率的变化及相关性研究:选取20名健康对照组人员,均来自安徽中医学院第一附属医院健康体检中心。年龄、性别与SS组相匹配,均为身体健康、无明显器质性疾病者。采用上海源叶生物技术有限公司酶联免疫吸附实验(ELISA)试剂盒检测健康对照组和干燥综合征患者血清IL-18、IL-35、TNF-α、TNF-γ、IL-4、IL-10、ROS、RNS、SOD、T-AOC、MDA、GSH、TRX的变化,采用Beckman–coulterXL-ESPICMCL型流式细胞仪检测健康对照组和患者血清BTLA、CD19+T细胞、CD24+细胞在B细胞上的表达频率,并同时采用全自动生化仪测定SS患者的一般实验室指标指标:血沉(ESR)、超敏C反应蛋白(CRP)、免疫球蛋白G(IGg)。采用SPSS17.0软件进行统计分析氧化应激、生活质量、心肺功能变化、细胞因子及BTLA在调节性B细胞表达频率与其它指标之间的关系。2.2.3临床疗效研究:将64例患者按随机数字表分为新风胶囊研究组(32例)和羟氯喹对照组(32例),采用生活质量简明量表SF-36(Shortform-36)、抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)、中医症状分级评分、分别采用超声心动图和肺功能仪检测患者心肺功能变化,观察两组治疗前后生活质量、焦虑、抑郁情绪和中医症状积分值情况、心肺功能变化、BTLA及氧化应激相关指标的改善情况。2.3实验研究将大鼠随机分为正常对照(NC)组,模型对照(MC)组,硫酸羟氯喹(HCQ)组,黄芪多糖组(APS)组,新风胶囊(XFC)组,每组12只。除正常对照组外,向每只动物右后足跖皮内注射Freund’s完全佐剂和大鼠颌下腺匀浆混合物0.2ml/只致炎,制成干燥综合征(Sjogrensyndrome,SS)模型。第19天开始给药,连续30天。观察大鼠的饮水量变化、体质量变化、脾指数、颌下腺指数、光镜观察心肺的组织形态学变化,观察SS大鼠心肺功能的变化、酶联免疫吸附法检测细胞因子白介素(IL)-18、白介素(IL)-35、肿瘤坏死因子(TNF)-α、肿瘤坏死因子(TNF)-γ、活性氧自由基(ROS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(TAOC)的变化,免疫组化染色观察活性氧自由基(ROS)、活性氮自由基(RNS)、谷胱甘肽(GSH)、硫氧还蛋白(TRX)蛋白表达情况,实时荧光定量PCR(realtimefluores-cencequantitativePCR,RTFQPCR)检测Keap1、Nrf2、AREmRNA蛋白的表达,WesternBlot方法测定大鼠心肌组织γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)、血红素氧合酶1(HO-1)蛋白的变化,评价中药新风胶囊(XFC)对其影响,探讨XFC改善SS大鼠心、肺功能的作用机制。3结果3.1理论研究结果3.1.1“脾虚”是SS心功能降低的发病基础:脾为气血生化之源,脾虚则气血亏虚,脾主运化,脾虚则运化失常,痰湿凝聚,气虚则推动无力,气不布精,加剧痰饮水湿,水饮凝心,出现心悸、胸闷、不寐、心痛。3.1.2“健脾化湿通络法”能改善SS心功能水平:根据SS心功能降低的中医病机呈现“脾胃虚弱、气血不足、湿浊内生”的特点,临床上采用“健脾化湿通络”治法,应用XFC治疗SS及心功能损伤,取得了良好效果,XFC通过改善干燥综合征全身症状体征,从而进一步改善心部症状体征。3.1.3“脾虚”是SS肺功能降低的发病基础:脾虚致气血亏虚,脾土不能生养肺金,日久导致肺气失养,肺宣肃功能失调,出现咳嗽、自汗、气短等;脾虚运化功能失常,水液停滞,湿停中焦,痰湿内生,聚而生痰成饮,上干于肺,肺失治节,可见痰多,胸满憋闷,喉中痰鸣有声、胸背痛,迁延不愈,甚而喘促;脾虚致痰瘀互结,肺络阻滞,多见肺纹理紊乱、结节、间质纤维增生等。3.1.4“健脾化湿通络法”能改善SS肺功能水平:根据SS肺功能降低的中医病机呈现“脾胃虚弱、气血不足、湿浊内生、痰瘀互结”和“虚实夹杂”的特点,临床上拟用“扶正祛邪”治则,采用“健脾化湿通络”治法,应用XFC治疗SS及肺功能损伤,取得了良好效果,XFC通过改善干燥综合征全身症状体征,从而进一步改善肺部症状体征,提高弥散功能和通气功能。3.2临床研究结果3.2.1SS患者心肺功能、氧化应激指标、细胞因子、实验室指标及相关性分析64例SS患者与20例NC组多普勒超声异常率比较得知,SS组多普勒超声心功能变化检测结果心功能参数E峰、FS%、E/A比值均显著降低(P<0.01);A峰、LADd显著升高(P<0.01)。心功能降低42例,异常率为60.93%,心功能异常率最高为EF,其次是E,A。与NC组相比较,FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF、MEF25、MEF50、MEF75明显降低(P<0.05或P<0.01)。其中肺功能降低的45例,占所有病例的70.31%,肺功能异常率最高为FEF75,其次是FEF50、FEF25等。肺功能参数FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF、MEF25、MEF50、MEF75明显降低,肺功能参数中FEF25、FEF50、FEF75反映是小气道的状态,FEV1、MMF、PEF反映是通气功能,说明SS患者肺功能降低特点是以通气功能降低为主,伴有一定程度的小气道障碍。SS患者氧化应激指标、细胞因子、实验室指标结果表明:SS患者外周血、BTLA表达频率、BTLA占淋巴细胞比例明显降低(P<0.01),CD19+、CD24+表达频率显著升高(P<0.05);SS患者氧化指标MDA、ROS值显著升高(P<0.01),抗氧化指标SOD、TRX值均显著降低(P<0.01或P<0.05);SS患者血清细胞因子IL-1β、炎性指标[ESR、CRP]值及IgA显著升高(P<0.01),IL-4值显著降低(P<0.05)。相关性分析表明SS患者心功能参数FS、LADd、E峰与抗氧化指标TRX呈显著负相关(P<0.05);LADd与IL-4呈显著负相关(P<0.05),与疾病活动性指标CRP呈显著正相关(P<0.01);FS与ESR呈显著负相关(P<0.05)。肺功能参数中FEV1与IL-17呈正相关,MEF25-75与IL-10呈显著正相关。说明SS患者出现心肺功能的变化与BTLA的表达下降、CD19+CD24+Brge的升高及炎症因子有关。病情越重,疾病活动性越强,心肺功能下降越明显。3.2.2新风胶囊改善SS心肺功能、氧化应激指标、细胞因子、实验室指标及生活质量的影响XFC可明显改善SS患者EF%、E峰;与治疗前比较,XFC可明显改善SS患者FEV1、MEF50、MEF25及PEF;XFC能明显升高BTLA表达频率、BTLA占淋巴细胞比例、SOD、TRX值、IL-4,降低CD19+、CD24+表达频率、MDA、ROS值、IL-1β、ESR、CRP、IgA;且在升高BTLA表达频率、SOD、TRX值、IL-4,降低CD19+、CD24+表达频率、MDA、ROS值、IL-1β、ESR、CRP、IgA方面明显优于对照组。XFC可明显降低SS患者症状分级量总评分、改善口干咽燥、双目干涩、体倦乏力、食少纳呆、心悸、胸闷、气短症状,且在降低症状分级量总评分、改善口干咽燥、双目干涩、体倦乏力、食少纳呆方面明显优于对照组;SF-36各维度评分升高,SAS、SDS评分降低。3.3实验研究结果3.3.1SS大鼠饮水量、脾指数、颌下腺指数、体质量及XFC对其影响与NC组比较,MC组大鼠饮水量、颌下腺指数、脾指数显著升高(P<0.01或P<0.05),体质量显著下降(P<0.01)。与MC组比较,给药后XFC组、HCQ组大鼠饮水量、颌下腺指数、脾指数显著降低(P<0.05),大鼠体质量显著升高(P<0.05)。与HCQ组比较,XFC组饮水量下降的较明显(P<0.05或P<0.01)。3.3.2SS大鼠血清细胞因子变化及XFC对其影响与NC组比较,MC组TNF-α、IFN-γ、IL-18含量均升高,而IL-35含量下降(P<0.01,P<0.05)。与MC组比较,给药后XFC组、HCQ组IL-35升高,而TNF-α、IFN-γ、IL-18下降(P<0.05,P<0.01)。3.3.3SS大鼠氧化应激指标变化及XFC对其影响与NC组比较,MC组MDA、ROS含量均升高,而T-AOC、SOD含量、GSH、TRX蛋白表达下降(P<0.01,P<0.05)。与MC组比较,给药后XFC组、HCQ组SOD、T-AOC含量、GSH、TRX蛋白表达升高,而MDA、ROS下降(P<0.05,P<0.01)。3.3.4SS大鼠心组织形态学变化及XFC对其影响光镜观察显示:与NC组比较,MC组大鼠心肌细胞排列紊乱,有明显的心肌细胞水肿。XFC治疗组心肌细胞排列尚可,心肌细胞水肿不明显,病变程度轻于其他治疗组;HCQ组心肌细胞排列稍紊乱,心肌细胞轻度水肿。3.3.5SS大鼠肺组织形态学变化及XFC对其影响光镜观察显示:与NC组比较,MC组大鼠肺组织肺内细支气管部分坏死及脱落,大量淋巴细胞浸润,部分肺泡结构破坏,肺泡间隔增宽,内见大量淋巴细胞,少量中性粒细胞浸润,间质血管充血。XFC组肺内细支气管黏膜纤毛柱状上皮大部完好,黏膜内及黏膜下见少数淋巴细胞及泡沫细胞浸润,肺泡大部结构完整,无破坏,部分肺泡间隔内见少量灶性泡沫细胞及淋巴细胞;HCQ组肺内细支气管钻膜纤毛柱状上皮大部完好,少数有脱落,少数细支气管黏膜下见灶性淋巴细胞浸润,肺泡结构大部完好,少数肺泡间隔内见灶性淋巴细胞,泡沫细胞浸润,间质血管充血。3.3.6心组织Keap1-Nrf2/ARE信号通路的变化及XFC对其影响相关分析显示:心脏质量指数(HI)与ROS呈正相关(P<0.05);左室收缩期压(LVSP)、左室舒张期压(LVEDP)与Keap1-Nrf2/ARE信号传导通路呈明显的正相关(P<0.01),与TAC呈明显的负相关(P<0.05,P<0.01);左室内压上升下降最大速率(±dp/dtmax)与Keap1-Nrf2/ARE信号传导通路呈明显负相关(P<0.05),与TNF-γ呈明显的正相关(P<0.05),差异有统计学意义。与NC组比较,MC组模型组Keap1、Maf、Nfr2mRNA、γ-GCS、HO-1均升高(P<0.01)。与MC组比较,XFC组、HCQ组Keap1、Maf、Nfr2mRNA、γ-GCS、HO-1均降低(P<0.01);与HCQ组比较,新风胶囊组Keap1、Maf降低明显(P<0.01)。3.3.7肺组织Keap1-Nrf2/ARE信号通路的变化及XFC对其影响相关分析显示:肺功能参数FEF25与T-AOC呈负相关(P<0.05);FEF50与Maf、Nfr2mRNA、TNF-α呈明显的负相关(P<0.05);FEF75、PEF与Keap1、Maf、Nfr2mRNA、T-AOC、TNF-α呈明显负相关(P<0.01,P<0.05),差异有统计学意义。与NC组比较,MC组模型组Keap1、Maf、Nfr2mRNA、γ-GCS、HO-1均升高(P<0.01)。与MC组比较,XFC组、HCQ组Keap1、Maf、Nfr2mRNA、γ-GCS、HO-1均降低(P<0.01);与HCQ组比较,新风胶囊组Keap1、Maf、γ-GCS降低明显(P<0.01)。4结论4.1干燥综合征患者出现心肺功能下降及生活质量各维度积分下降并伴有焦虑抑郁情绪,说明干燥综合征对患者的心肺功能及生活质量有明显影响;4.2干燥综合征患者心肺功能与CD19+、CD24+、BTLA的表达水平、氧化应激等密切相关,提示B细胞参与干燥综合征的致病过程,加重患者的症状和体征,使SS患者的心肺功能及生活质量各维度积分下降,焦虑抑郁情绪积分升高;4.3新风胶囊可以有效地改善SS患者心肺功能,提高患者生活质量、改善临床症状、降低CRP、ESR等炎症性指标、改善焦虑抑郁情绪;4.4新风胶囊改善SS患者心肺功能,其有效的机制是上调外周血BTLA表达频率,下调CD19+、CD24+表达频率,上调SOD、TRX、IL-10表达,抑制IL-17、MDA、ROS表达,减少免疫复合物的沉积,减轻SS患者口眼干燥症状,降低心肺组织炎症反应,改善患者心肺功能,提高患者生活质量。
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