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背景和目的:支气管哮喘影响着全球约3亿各个年龄段人的健康。它正以每十年50%的速度增长,被认为是一个非常严重的公共卫生问题。气道炎症也经常与活性氧的生成增加有关,哮喘气道的生物化学环境有利于自由基介导的反应。越来越多的临床和实验证据表明,哮喘中存在活性氧的过量产生和内源性抗氧化防御机制的缺陷。因此,抗氧化对哮喘的治疗具有较好的临床价值。N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)是一种可通过直接和间接方式起作用的抗氧化剂,同时它也具有抗炎功能。目前关于NAC在哮喘方面的具体作用的研究较少,本研究主要探讨NAC对哮喘模型小鼠气道炎症和氧化应激的影响及其可能机制。方法:采用随机数字表法将BALB/c雌性小鼠SPF级分成三组,分别是对照组、哮喘组、NAC干预组,每组有6只。用卵清白蛋白(Ovalbumin,OVA)致敏,雾化激发建立哮喘模型小鼠。致敏:第1天、第8天、第15天对哮喘小鼠腹腔注射0.2mL/只的(100μgOVA与2 mg氢氧化铝凝胶+0.2mL的无菌磷酸盐缓冲液(Phosphate buffer saline,PBS))混合液;激发:于第22天,2.5%OVA雾化吸入45 min,连续一周。对照组均予以等体积PBS替代,NAC组在每次雾化前1h予NAC(300mg/kg)灌胃小鼠。期间观察小鼠一般情况。采用小鼠无创肺功能仪测定气道高反应性(Airway hyperresponsiveness,AHR)。收集检测标本:小鼠血清、肺组织、支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BALF)。采用ELISA测定血清总IgE和细胞因子IL-13、IL-5、IFN-γ的水平。肺组织病理染色:HE染色、PAS染色,评估气道炎症浸润和杯状细胞粘液分泌程度,比色法测肺组织MDA、GSH、SOD含量。qRT-PCR测肺组织Nrf2、HO-1mRNA表达水平。BALF用全血细胞计数器和瑞士吉姆萨染色涂片在光学显微镜下行细胞计数和分类。结果:1.模型小鼠行为:OVA组小鼠在雾化激发过程中出现不同程度头部瘙痒挠抓、球结膜水肿、呼吸急促、腹肌抽搐和唇紫绀等表现,且激发次数越多出现的症状越加重。NAC组出现上述症状但较OVA组有改善,对照组小鼠激发过程中未出现明显的上述表现。实验中各组小鼠均存活。2.气道反应性:通过测定Penh,观察NAC对OVA诱导小鼠AHR的影响。当不断增加Mch的质量浓度时,每组小鼠气道反应性指标Penh值都呈增加趋势。与对照组相比,当Mch浓度大于或等于3mg/mL时,OVA组小鼠吸入Mch后的Penh值明显增加(P<0.05)。与OVA组相比,当Mch浓度大于或等于6 mg/mL时,NAC组的小鼠吸入Mch后的Penh值明显降低(P<0.05)。NAC治疗可降低哮喘小鼠的气道高反应性。3.炎症细胞与细胞因子:(I)BALF中炎症细胞数:哮喘组中炎症细胞数明显高于对照组(P<0.05),与哮喘组相比,NAC能明显改善小鼠炎症细胞数(P<0.05);(II)血清中细胞因子水平:与对照组相比,哮喘小鼠Th2细胞因子明显升高,Th1水平降低(P均<0.05),与哮喘相比,NAC组小鼠Th2细胞因子明显降低,Th1水平升高(P均<0.05),NAC能明显改变Th1/Th2平衡。4.肺组织病理学:哮喘组显示气道周围有大量炎性细胞、支气管结构紊乱、破坏,粘液渗出、杯状细胞增生明显,NAC组减轻上述气道病理表现,对照组气道结构完整,无明显炎症浸润,粘液分泌少。5.氧化应激指标:与对照组相比,哮喘组MDA含量升高,GSH、SOD含量降低(P均<0.05)。NAC显著抑制OVA诱导的氧化应激,表现为MDA含量降低,GSH、SOD含量升高(P均<0.05)。6.信号通路变化:与对照组和哮喘组相比,NAC可明显激活Nrf2、HO-1基因表达,差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论:1.OVA诱导的小鼠表现出典型的哮喘急性发作表现,病理炎症改变明显,显示成功建立小鼠哮喘模型。2.哮喘模型小鼠体内存在氧化应激失衡。3.NAC干预能改善哮喘模型小鼠的异常生物行为,减轻气道炎症反应,降低AHR,改变细胞因子Th1/Th2之间的平衡,能增加抗氧化物质,减少脂质氧化损伤产物。4.NAC干预能诱导小鼠体内Nrf2/HO-1基因的表达,提示NAC作用机制可能是通过该信号通路调控而实现。