格列苯脲和尼可地爾對哮喘大鼠BALF中IL—4/IFN—γ表達及氣道重塑的作用

【摘要】 目的：觀察鉀離子通道開放劑尼可地爾和阻滯劑格列苯脲對哮喘大鼠肺泡盥洗液（BALF）中IL-4/IFN-γ的影響以及對氣道重塑的作用。方法：SD雄性大鼠50只，隨機分為正常對照組、哮喘模型組、尼可地爾組、地塞米松組和格列苯脲組。采用卵清蛋白（OVA）致敏復制大鼠哮喘模型，模型成功后取相關組織分別進行圖像分析測定各組支氣管壁各層的厚度、ELISA檢測肺泡盥洗液（BALF）中IL-4/IFN-γ表達情況。結果：哮喘模型組和格列苯脲組支氣管平滑肌明顯增厚（P<0.05），有典型的氣道重塑表現，尼可地爾組和地塞米松組無明顯增厚；尼可地爾組和地塞米松組IL-4表達低于哮喘模型組和格列苯脲組，IFN-γ表達高于哮喘模型組和格列苯脲組（P<0.05）。結論：尼可地爾通過開放KATP通道，能夠明顯改善哮喘大鼠氣道炎癥和抑制哮喘大鼠氣道重塑的形成，其可能機制與IL-4表達降低，同時IFN-γ表達升高有關。

【關鍵詞】 格列苯脲； 尼可地爾； KATP通道； IL-4/IFN-γ； 哮喘

氣道重塑被認為是通過各種介質和細胞因子作用的炎癥反應所繼發的病理過程，其引起氣道不可逆狹窄和氣道持續高反應性，是支氣管哮喘反復發作的病理基礎[1-2]。因此早期阻止和減輕氣道重塑成為治療哮喘和慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）新的思路和要求。而ATP敏感性鉀通道（ATP-sensitive K+ channels，KATP通道）的發現，為哮喘的基礎性研究提供了一條新的途徑。KATP通道是電壓非依賴性配體門控通道[3-5]，通過對鉀離子通道的調節可以對哮喘緩解產生有益的作用，但其作用機制尚待研究[6]。本實驗采用KATP通道開放劑尼可地爾和阻滯劑格列苯脲研究對哮喘氣道重塑的作用，并探討其可能作用的有關機制。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 SPF級SD雄性大鼠50只，年齡10～12周，體重180～200 g。由湖北疾病預防控制中心提供。雞卵清蛋白（ovalbulium，OVA），由Sigma公司提供；氫氧化鋁，山東鋁業股份有限公司；地塞米松磷酸鈉注射液，湖北天藥藥業有限公司；尼可地爾，日本中外制藥株式會社；格列苯脲，陜西森弗科技有限公司；ELISA試劑盒，武漢博士德公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 分組和建立模型 隨機將50只大鼠分為五組，分別是正常對照組、哮喘模型組、尼可地爾組、地塞米松組和格列苯脲組。模型復制方法按文獻進行[7]。霧化吸入OVA前30 min，尼可地爾組按3 mg/kg霧化吸入尼可地爾，地塞米松組按0.5 mg/kg霧化吸入地塞米松，格列苯脲組按3 mg/kg霧化吸入格列苯脲。霧化進行4周，可復制成功氣道重塑模型，于末次激發24 h后麻醉處死動物，取相關組織進行檢測。

1.2.3 計算機圖像分析氣道壁厚度 采用計算機圖像分析系統，顯微鏡下觀察，取5個完整的支氣管橫截面，分別測取支氣管基底膜周徑（Pbm）、總管壁面積（WAt）、內壁面積（WAi）以及平滑肌面積（WAm），并用Pbm將測量值標化，分別以WAt/Pbm、WAi/Pbm和WAm/Pbm代表相應的管壁層的厚度，并計算其平均值，用以表示氣道重塑的程度。

1.3 統計學處理 采用SPSS 19.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料均用（x±s）表示，進行單因素方差分析，組間以SNK法進行兩兩比較，以P<0.05為差異有統計學意義。

3 討論

KATP通道是電壓非依賴性的、配體門控通道。研究發現，KATP通道廣泛分布于神經組織、心肌、血管、氣道、膀胱平滑肌及腺體組織，在調節膜電位和興奮性方面起著重要作用[7-8]。當該通道開放時，由于一系列生化反應的作用，可有效地舒張平滑肌，從而降低血壓，解除痙攣等。由于平滑肌細胞內的K+濃度遠遠大于細胞外的濃度，因此KATP通道有很大的幾率關閉。而KATP通道的關閉，會減慢細胞膜的復極速率，最終致使氣道平滑肌收縮。而使用KATP通道開放劑作用后，更多的K+轉移至細胞膜外，提高了膜電位，導致氣道平滑肌細胞的超極化，使自發性的電活動減少，使氣道平滑肌松弛，從而緩解哮喘的臨床表現[9-11]。

本實驗發現使用KATP通道開放劑-尼可地爾可以有效緩解哮喘病理學和氣道重塑變化。說明改變KATP通道的開放狀態可顯著影響哮喘大鼠氣道重塑，但其具體的作用機制目前尚不明確。Th1/Th2比例失衡已被確定伴隨著哮喘發生的各個階段，而作為Th1/Th2特征性細胞因子的IL-4/IFN-γ則成為衡量兩者水平的具體因子。另外，IL-4是由嗜堿性粒細胞、T細胞和肥大細胞產生的一種多功能的炎性介質，它能刺激B細胞增殖和分化，從而促進B細胞分泌和合成IgE。IL-4還可以促進肥大細胞生長，進一步促進內皮細胞黏附因子-ⅰ的表達，誘導嗜酸性粒細胞的趨化和淋巴細胞的黏附。本實驗在KATP通道調節劑對哮喘氣道重塑的分子學機制探討發現，KATP通道開放劑可以有效地抑制哮喘大鼠BALF中IL-4的表達、上調IFN-γ的表達，逆轉IL-4/IFN-γ的比值。而鉀離子通道阻滯劑格列苯脲無以上各種作用，其變化和哮喘模型組相似。提示KATP通道開放劑-尼可地爾對哮喘大鼠有一定療效，其作用有可能一方面是通過抑制IL-4的表達，從而降低哮喘氣道炎癥反應，降低嗜酸性粒細胞的趨化，達到緩解哮喘氣道重塑癥狀的作用，另一方面改善了以IL-4/IFN-γ比例失衡為標志的Th1/Th2比例失衡，從而改善了哮喘疾病的變化。

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（收稿日期：2013-04-18） （本文編輯：歐麗）