高海拔COPD大鼠血漿TNF-α、IL-6和IL-10水平升高

崔金霞，張永東，時(shí)瑩慶，馮喜英，王 晉，關(guān) 巍*

(1.青海大學(xué) 附屬醫(yī)院 呼吸科， 青海 西寧 810001；2.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)指揮學(xué)院 門診部， 天津 230025；3.武警青海總隊(duì)醫(yī)院 軍診科， 青海 西寧 810000)

高海拔COPD大鼠血漿TNF-α、IL-6和IL-10水平升高

崔金霞1，張永東2，時(shí)瑩慶1，馮喜英1，王 晉3，關(guān) 巍1*

(1.青海大學(xué) 附屬醫(yī)院 呼吸科， 青海 西寧 810001；2.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)指揮學(xué)院 門診部， 天津 230025；3.武警青海總隊(duì)醫(yī)院 軍診科， 青海 西寧 810000)

I高原對(duì)慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)的影響目前研究較少且結(jié)果不一。海拔每升高95 m，COPD的病死率增加1/105[1]，而另有報(bào)道海拔與COPD患病率之間呈負(fù)相關(guān)[2]。

高原對(duì)COPD的影響究竟如何？是保護(hù)作用還是損害作用，尚無定論。通過建立不同海拔COPD大鼠模型，測(cè)定血漿TNF-α、IL-6和IL-10的水平，希望了解不同海拔下COPD大鼠全身炎性反應(yīng)的差異。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象及分組:清潔級(jí)雄性SD大鼠40只,體質(zhì)量143±7 g，鼠齡6周，[蘭州大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室，合格證號(hào)：SCXK(甘)2011-0001]，購(gòu)買當(dāng)日運(yùn)回青海西寧。將40只大鼠隨機(jī)分為中海拔對(duì)照組和COPD組(西寧，海拔2260 m)、高海拔對(duì)照組和COPD組(海拔5500 m)，每組10只。高海拔組飼養(yǎng)于青海省高原醫(yī)學(xué)研究中心低壓氧艙(壓力：398 mmHg，氧分壓：42 mmHg，溫度：17 ℃～24 ℃，濕度：37%～51%)，每日開艙2 h打掃、清潔、喂食及注射藥物。共飼養(yǎng)28 d。

1.2 COPD模型的建立:以文獻(xiàn)[3]方法并進(jìn)行改進(jìn)制作香煙提取物(cigarette extract smoke，CSE)及制作COPD動(dòng)物模型。

于第1、8、15和22天17∶00—19∶00對(duì)中海拔及高海拔對(duì)照組大鼠腹腔注射0.8 mL 0.9%氯化鈉注射液，給中海拔及高海拔COPD組大鼠腹腔注射0.8 mL CSE溶液。

1.3 標(biāo)本采集及儲(chǔ)存:于實(shí)驗(yàn)第29天及第30天兩次處理動(dòng)物。腹腔注射25%烏拉坦(0.8 mL/kg)麻醉，腹腔注射肝素鈉(150 U/100 g)肝素化。抽取腹主動(dòng)脈血液置于乙二胺四乙酸管中，以3 000 r/min離心10 min，血漿置于-80 ℃冰箱保存。

左心房及右心房各開1 cm左右小口，自右房開口以20 cm H2O壓力以10 mL/min的速度滴注0.9%氯化鈉注射液，肺葉變白后停止沖洗，4%甲醛灌洗雙肺組織，至肺葉變硬、肺緣銳利停止滴入，結(jié)扎左右氣管開口，左肺組織置入4%甲醛溶液的避光盒中，用于蘇木素-伊紅(HE)染色。

1.4 制作大鼠肺組織病理切片及形態(tài)觀察:將之前包埋于4%甲醛中已48 h的左肺組織經(jīng)過取材、固定、脫水、浸蠟包埋、切片與攤片、脫蠟染色、脫水透明及封片，待樹膠略干后，貼上編號(hào)，待讀片。

1.5 測(cè)定血漿TNF-α、IL-6和IL-10的水平:用ELISA法，嚴(yán)格按說明書進(jìn)行測(cè)定。試劑盒購(gòu)自武漢優(yōu)爾生科技股份有限公司。

2 結(jié)果

2.1 大鼠肺組織的病理變化:28 d后2組COPD組均出現(xiàn)肺實(shí)質(zhì)破壞、肺泡壁變薄、部分肺泡破裂和肺泡腔擴(kuò)大，成功建立COPD模型(圖1)。

2.2 各組之間血漿TNF-α、IL-6及IL-10水平變化:TNF-α和IL-6水平：高海拔對(duì)照組高于中海拔對(duì)照組(P<0.05)，高海拔COPD組高于中海拔COPD組(P<0.05)，中海拔COPD組高于中海拔對(duì)照組(P<0.05)，高海拔COPD組高于高海拔對(duì)照組(P<0.05)(表1)。

IL-10水平：高海拔對(duì)照組IL-10高于中海拔對(duì)照組(P<0.01)。

3 討論

高原環(huán)境低壓、低氧，本研究顯示，高海拔對(duì)照組血漿TNF-α和IL-6水平高于中海拔對(duì)照組，表明低氧促進(jìn)了TNF-α和IL-6的分泌。低氧時(shí)增加NF-κB的活化程度，巨噬細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路活性增加，導(dǎo)致TNF-α和IL-6分泌增加；低氧誘導(dǎo)因子-1α可調(diào)節(jié)低氧的肥大細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α、IL-6和IL-8等炎性介質(zhì)，并能使激活的巨噬細(xì)胞釋放TNF-α。

A.mild altitude control; B.mild altitude COPD; C.high altitude control; D.high altitude COPD圖1 肺組織病理Fig 1 Pulmonary pathology(×40)

groupTNF?αIL?6 IL?10mildaltitudecontrols146±35400±248101±12mildaltitudeCOPD383±70?1373±276?104±12highaltitudecontrols395±53?1215±320?103±08?highaltitudeCOPD449±44?△▲1464±387?△▲109±09?

*P<0.05 compare with mild altitude controls;△P<0.05 compare with high altitude controls;▲P<0.05 compare with mild altitude COPD group.

IL-6、IL-10及TNF-α相互作用并參與肺部炎性反應(yīng)及COPD病理變化[4]。本研究顯示，中海拔COPD組血漿TNF-α和IL-6水平高于中海拔對(duì)照組，高海拔COPD組TNF-α和IL-6水平高于高海拔對(duì)照組，高海拔COPD組TNF-α和IL-6水平高于中海拔COPD組。說明COPD大鼠全身炎性反應(yīng)隨海拔的升高而增加，表明低氧加劇了COPD大鼠的全身炎性反應(yīng)。

目前許多研究認(rèn)為，COPD患者肺和血中IL-10絕對(duì)和相對(duì)分泌不足有可能是COPD發(fā)病的一個(gè)易感或易患因素。

本研究顯示，高海拔對(duì)照組IL-10高于中海拔對(duì)照組，但高海拔COPD組與中海拔COPD組無顯著差異。表明在健康大鼠IL-10隨海拔增加分泌增加，可起到抑制炎性反應(yīng)的作用，但在COPD各組卻無增加，抑制炎性反應(yīng)的作用可能受到影響。

綜上所述，高原低氧加重了COPD大鼠全身炎性反應(yīng)，海拔越高，COPD的全身炎性反應(yīng)越重。

[1] Coté TR, Stroup DF, Dwyer DM，etalChronic obstructive pulmonary disease mortality. A role for altitude [J].Chest, 1993, 103:1194- 1197.

[2] Laniado-Laborin R, Rendón A, Batiz F,etalHigh altitude and chronic obstructive pulmonary disease prevalence: a casual or causal correlation? [J]. Arch Bronco neumol, 2012, 48:156- 160.

[3] Chen Yan, Hanaoka M, Chen Ping,etalProtective effect of beraprost sodium, a stable prostacyclin analog, in the development of cigarette smoke extract-induced emphysema [J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2009, 296: 648- 656.

[4] Lee J, Taneja V, Vassallo R.Cigarette Smoking and Inflammation: Cellular and Molecular Mechanisms [J]. J Dent Res,2012, 91:142- 149.

2014- 01- 14

2014- 03- 24

*通信作者(correspondingauthor)：weiguan110@163.com

1001-6325(2014)08-1108-02

R 563.3

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