[摘要]目的探讨黄芪甲苷对慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD）大鼠氧化应激和气道重构的影响。方法选取70只SD大鼠，采用随机数字表法分为正常组、模型组、N-乙酰半胱氨酸组、地塞米松组、黄芪甲苷低中高剂量组，各10只。正常组大鼠不予任何处理。以烟熏的方法制备COPD大鼠模型，治疗组分别给予N-乙酰半胱氨酸、地塞米松、黄芪甲苷干预。24周后，检测大鼠肺功能、氧化应激与气道重构相关指标的变化。结果与模型组相比，黄芪甲苷高剂量组大鼠肺功能相关指标、血清细胞因子、肺泡灌洗液细胞因子、氧化/抗氧化酶指标均显著优于模型组，差异有统计学意义（P均<0.05）。结论黄芪甲苷可能通过清除氧自由基，减少气道炎症及氧化应激水平，改善或延缓COPD气道重塑的发生。

　　[关键词]慢性阻塞性肺疾病；氧化应激；气道重构；黄芪甲苷

　　慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmo⁃nary Disease,COPD）是最常见的气道疾病之一，是世界第三大致死率疾病[1]。其中吸烟和接触有毒颗粒或气体是导致国内COPD高发的主要原因[2]。黄芪甲苷是黄芪的主要成分，其具有广泛的药理作用如抗炎、调节免疫、抗肿瘤等，逐渐引起全世界的关注[3-4]。本文选取70只SD大鼠，就黄芪甲苷对COPD大鼠模型气道炎症及氧化应激作用进行研究。现报道如下。

　　1资料与方法

　　1.1一般资料

　　选取健康雄性SPF级SD大鼠70只，鼠龄5~7周，体质量180~230 g，由复旦大学实验动物中心提供。动物饲养和被动吸烟均在复旦大学药学院实验动物中心进行。按随机数字表法分成7组，分别为正常组、模型组、NAC干预组、地塞米松组、黄芪甲苷低中高剂量组，每组10只。

　　使用的药物有黄芪甲苷（纯度>99%）、N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine,NAC）、地塞米松注射液、大前门牌香烟（含焦油25 mg，尼古丁1.4 mg）。使用试剂与仪器包括酶联免疫吸附法（Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA）试剂盒（R&D分装）、BUXCO动物肺功能器、酶标仪DENLEY DRAGON Wellscan MK 3。

　　1.2方法

　　正常组大鼠不予任何处理，其他各组大鼠置入熏烟箱被动熏烟24周（大前门牌香烟，每支含1.0 mg尼古丁和13 mg焦油），燃烧10根/次，1 h/次，6 d/周。分别给予治疗组不同药物灌胃处理。模型组：生理盐水灌胃处理；N-乙酰半胱氨酸组：

　　800 mg/kg N-乙酰半胱氨酸干预；地塞米松组：0.1 mg/kg地塞米松干预；黄芪甲苷低中高剂量组分别给予4 mg/kg、8 mg/kg、16 mg/kg黄芪甲苷干预。

　　1.3观察指标

　　①观察大鼠毛发、呼吸、活动度、体质量变化及存活情况。

　　②大鼠肺功能检测记录功能残气量（Func⁃tional Residual Capacity,FRC）、用力肺活量（Forced Vital Capacity,FVC）、第1秒用力呼气容积/用力肺活量的比值（Forced Expiratory Volume In One Sec⁃ond/Forced Vital Capacity,FEV1/FVC）、最大呼气流量（Peak Expiratory Flow,PEF）、最大呼气中期流量（Maximum Midexpiratory Flow,MMEF）等参数，重复3次。

　　③血清和肺泡灌洗液收集检测。大鼠心脏取血，离心后取上清，置于-80℃保存。用5 mL注射器从气管切口处向气道内缓慢注入3 mL 37℃生理盐水，迅速回抽灌洗液，行左肺灌洗，反复3次，将回收液体离心取上清，-80℃保存待测。ELISA检测大鼠血清中大鼠白细胞介素-8（Interleukin-8,IL-8）、白细胞介素-10（Interleukin-10,IL-10）、肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)、转化生长因子β1（Transforming Growth Factorβ-1,TGF-β1）、内皮素-1（Endothelin-1,ET-1）、人基质金属蛋白酶1（Human Matrix Metalloproteinase 1,MMP-1）、基质金属蛋白酶抑制剂-1（Tissue Inhibitors of Matrix Metal⁃loproteinase 1,TIMP-1）、大鼠基质金属蛋白酶9（Matrix Metalloproteinase 9,MMP-9）的浓度变化。

　　④肺组织匀浆氧化/抗氧化酶测定。剪取左肺，称重，按1∶5加入生理盐水制备匀浆。3 000 rpm离心10 min，取上清，用ELISA法测定过氧化氢酶（Catalase,CAT）、谷胱甘肽（Glutathione,GSH）、丙二醛（Malonaldehyde,MDA）、超氧化物歧化酶（Super⁃oxide Dismutase,SOD）、血红素氧合酶1（Heme Oxy⁃genase-1,HO-1）含量。

　　1.4统计方法

　　采用SPSS 19.0统计学软件对相关数据进行处理。计量资料先进行正态检验和方差齐性检验，符合正态分布的方差齐性的数据，采用单因素方差分（one-way ANOVA），多组间两两比较采用LSD法，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2结果

　　2.1各组大鼠肺功能比较

　　模型组大鼠FRC高于正常组，FEV1/FVC、PEF、MMEF均低于正常组，差异有统计学意义（P均<0.05）。N-乙酰半胱氨酸组、黄芪甲苷中、高剂量组大鼠FRC显著降低于模型组，FEV1/FVC、PEF、MMEF均明显高于模型组，差异有统计学意义（P均<0.05）。地塞米松组大鼠FRC较正常组显著升高，FEV1/FVC、PEF、MMEF均明显低于正常组，差异有统计学意义（P均<0.05）。见图1。

　　2.2各组大鼠血清细胞因子比较

　　模型组血清IL-8、TNF-a、TGF-β1、ET-1、MMP-1、TIMP-1、MMP-9显著高于正常组，IL-10水平低于对照组，差异有统计学意义（P均<0.05）。与模型组比较，N-乙酰半胱氨酸组、黄芪甲苷高剂量组IL-8、TNF-α、TGF-β1、ET-1、MMP-1、MMP-9、TIMP-1低于模型组，IL-10高于模型组，差异有统计学意义（P均<0.05）。见图2。

　　2.3各组大鼠肺泡灌洗液细胞因子比较

　　模型组大鼠肺泡灌洗液中IL-8、TGF-β1、TNF-α、ET-1的含量高于正常组，IL-10含量则低于正常组，差异有统计学意义（P均<0.05）。黄芪甲苷高剂量组肺泡灌洗液中IL-8、TNF-α、TGF-β1、ET-1的含量低于模型组，IL-10高于模型组，差异有统计学意义（P均<0.05）。见图3。

　　2.4各组大鼠肺组织匀浆MDA含量及抗氧化酶比较

　　模型组大鼠肺组织匀浆中CAT、SOD、HO-1含量低于正常组，MDA水平显著高于正常组，差异有统计学意义（P均<0.05）。提示模型组大鼠存在严重的氧化/抗氧化失衡。NAC组、黄芪甲苷高剂量组CAT、SOD、HO-1含量高于模型组，MDA水平低于模型组，差异有统计学意义（P均<0.05）。见图4。

　　3讨论

　　COPD是严重影响人类健康的常见病，其发病率、病死率逐年升高，已经引起全球性广泛关注[5-8]。本研究发现黄芪甲苷中、高剂量组大鼠血清和肺泡灌洗液中的IL-8、TNF-α水平低于模型组，黄芪甲苷能显著降低大鼠血清、肺泡灌洗液中的IL-8、TNF-α水平，提示黄芪甲苷具有较强的抗炎、调节免疫的作用。

　　COPD气道重塑主要由细胞外基质（Extracellu⁃lar Matrix,ECM）的降解和合成造成，基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases,MMP）和其抑制物基质金属酶抑制剂（Tissue Inhibitors of Metalloproteinase,TIMPs）在其中扮演重要角色[9-10]。此外，模型组大鼠MMP-1、MMP-9、TIMP水平与正常组比较升高（P均<0.05），MMP-9和TIMP比值间差异增大，出现MMP-9/TIMP-1比例失调，而经NAC、黄芪甲苷干预后，可抑制MMP-1、MMP-9、TIMP-1的升高，当中、高剂量时，MMP-9/TIMP两者比例与正常组相近，提示NAC、黄芪甲苷可以通过调节MMP/TIMP平衡而减轻症状。实验显示地塞米松组可降低MMP-1、TIMP的水平，但对MMP-9影响不大（P>0.05），提示地塞米松可部分改善气道重构。

　　氧化应激反应也是COPD重要发病机理之一，氧化应激可以直接损伤气道上皮，可加重炎症反应，还可以使蛋白水解酶失活，促进细胞凋亡，最终导致COPD的不可逆损害和持续性加重[11-12]。本实验中模型组COPD大鼠肺组织匀浆MDA含量较正常组显著增高（P<0.01），而CAT、GSH、SOD、HO-1含量则显著下降，在给予黄芪甲苷中、高剂量灌胃后，黄芪甲苷能显著降低COPD大鼠MDA水平，在高剂量时对CAT、GSH、SOD、HO-1有增强作用，在给予NAC灌胃后，NAC能显著降低肺组织中MDA含量，且能提高CAT、GSH、SOD、HO-1在肺组织中的浓度和活性。在给予地塞米松灌胃后，地塞米松仅能降低肺组织中MDA含量，对CAT、GSH、SOD、HO-1（P均>0.05）。

　　综上所述，黄芪甲苷在抗COPD气道炎症、气道重塑和氧化应激等多方面均能发挥作用，值得继续深入研究。

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