基于巨噬细胞极化探讨黄芩苷对脂多糖诱导急性肺损伤的保护作用及其机制

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目的1以脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)大鼠为研究对象,观察黄芩苷调控巨噬细胞极化对LPS诱导的ALI大鼠肺组织的保护作用。2探讨黄芩苷是否通过信号传导与活化转录因子3(Signal transducers and activators of transcription 3,STAT3)信号通路抑制M1表型巨噬细胞极化对LPS诱导的ALI起到保护作用。方法第一部分将60只SPF级健康雄性SD大鼠随机分正常对照组(Control)、模型组(LPS)、黄芩苷低剂量组(10 mg/kg,BA-L)、黄芩苷中剂量组(50 mg/kg,BA-M)、黄芩苷高剂量组(100 mg/kg,BA-H)、DEX处理组(DEX),每组10只。在末次给药1 h后,进行造模。24小时后取各组大鼠的肺组织,支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BALF),应用苏木素-伊红(HE)染色方法检测各组大鼠肺组织病理学变化;称量肺组织湿干重;应用ELISA法检测BALF中炎症因子分泌量;应用免疫荧光法检测大鼠肺巨噬细胞极化情况;应用qRT-PCR法检测肺组织中IL-1β、iNOS、CD206及Arg1mRNA表达水平;应用Western Blot检测肺组织中iNOS和Arg1蛋白表达情况。第二部分将40只SPF级健康雄性SD大鼠随机分为5组,正常对照组(Control)、模型组(LPS)、黄芩苷组(BA)、Colivelin组(Colivelin)和黄芩苷+Colivelin组(BA+Colivelin),每组8只。末次给药后进行造模,24 h后取材进行检测。应用HE染色方法检测各组大鼠肺组织病理学变化;应用刘氏染色法观察BALF中细胞总数、中性粒细胞及巨噬细胞数目;应用ELISA法检测BALF中炎症因子分泌量;应用流式细胞术检测BALF中M1表型巨噬细胞数目变化;应用Western Blot检测肺组织中iNOS和STAT3蛋白表达情况。结果第一部分1与Control组相比,LPS组大鼠肺组织可见肺泡间隔明显增厚,肺间质有明显的出血以及炎性细胞的浸润现象,损伤评分增高(P<0.01),W/D比值增加(P<0.01);与LPS组相比,BA组大鼠肺组织损伤改善,肺泡腔内炎性细胞数量减少,损伤评分降低(P<0.05,P<0.01)。2与Control组相比,LPS组BALF中细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α的分泌量增加(P<0.01);与LPS组相比,BA组呈剂量依赖性抑制细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的分泌,促进细胞因子IL-10的分泌(P<0.05,P<0.01)。3与Control组相比,LPS组大鼠肺组织中CD68+iNOS+细胞数目明显增多(P<0.01);与LPS组相比,BA剂量组大鼠肺组织中CD68和iNOS双阳性细胞减少,而CD68和CD206双阳性细胞数目增加(P<0.05,P<0.01)。4与Control组相比,LPS组肺组织中M1表型巨噬细胞标志物IL-1βmRNA、iNOS mRNA和蛋白表达量升高(P<0.01);与LPS组相比,BA能降低ALI大鼠肺组织中IL-1βmRNA、iNOS mRNA和蛋白的表达水平,而增加M2表型巨噬细胞标志物CD206mRNA、Arg1 mRNA和蛋白的表达水平(P<0.05,P<0.01)。第二部分1与Control组相比,LPS组和Colivelin组可见肺泡壁增厚,肺泡腔内有大量炎性细胞浸润,两组间相比,Colivelin组损伤评分高于LPS组(P<0.05);与LPS组相比,BA组可减轻大鼠肺组织损伤(P<0.01);与Colivelin组相比,BA+Colivelin组炎性细胞浸润程度减轻,肺泡结构相对完整(P<0.01)。2与Control组相比,LPS组大鼠BALF中细胞总数、中性粒细胞及巨噬细胞数目增加(P<0.01),细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β分泌水平增加(P<0.01);与LPS组相比,BA组大鼠BALF中各细胞数目及细胞因子分泌水平明显降低(P<0.01),Colivelin组大鼠BALF中各细胞数目及细胞因子分泌水平增加(P<0.05);与Colivelin组相比,BA+Colivelin组大鼠BALF中各细胞数目及细胞因子分泌水平降低(P<0.01)。3与Control组相比,LPS组大鼠BALF中CD68+CD86+细胞百分比增加(P<0.01);与LPS组相比,BA组BALF中CD68+CD86+细胞百分比降低(P<0.01),Colivelin组CD68+CD86+细胞百分比增加(P<0.01);与Colivelin组相比,BA+Colivelin组大鼠BALF中CD68+CD86+细胞百分比降低(P<0.01)。4与Control组相比,LPS组大鼠肺组织中iNOS、p-STAT3的表达升高(P<0.01);与LPS组相比,BA组能明显下调ALI大鼠肺组织中iNOS、p-STAT3蛋白的表达(P<0.01),Colivelin组p-STAT3蛋白的表达升高(P<0.05);与Colivelin组相比,BA+Colivelin组肺组织中iNOS、p-STAT3的表达降低(P<0.05,P<0.01)。结论1黄芩苷能够对LPS诱导的ALI大鼠肺组织起到保护作用。2黄芩苷可明显改善LPS诱导的ALI大鼠肺组织病理组织损伤,降低W/D比重;抑制炎症介质分泌,减少M1表型巨噬细胞数目,使M1/M2比例降低,缓解ALI大鼠肺组织炎症。3黄芩苷可能通过调控STAT3信号通路抑制M1表型巨噬细胞极化,减轻炎症反应,改善LPS诱导的急性肺损伤。
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