培哚普利對COPD大鼠肺功能及IL-8、TNF-α含量的影響

孟麗霞，王均鵬，曾凡軍，阮玉姝，趙必君，熊曉琪

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培哚普利對COPD大鼠肺功能及IL-8、TNF-α含量的影響

孟麗霞，王均鵬，曾凡軍，阮玉姝，趙必君，熊曉琪

目的 觀察培哚普利對慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠肺功能和肺組織及血清中炎性因子的影響。方法 將30只雄性SD大鼠隨機分為3組，A組(正常對照組)、B組(LPS組)、C組(ACEI+LPS組)，每組10只。采用2次氣管滴注脂多糖(LPS)加煙熏的方法建立COPD大鼠模型，通過檢測大鼠肺功能和血清及肺組織勻漿中IL-8、TNF-α含量，觀察培哚普利對大鼠肺功能和體內炎性因子的影響。結果 (1) 大鼠呼吸功能測定：A組、B組與C組的VE值(ml/min)分別為180.50±23.58、108.50±33.53與140.90±33.10；PEP值(ml/s)分別為30.20±1.67、20.30±2.78與25.77±3.45；FEV0.3值(ml)分別為4.91±0.30、4.01±0.30與4.55±0.18；與A組相比，B組、C組VE值分別下降40%、22%,PEP值分別下降33%、15%,FEV0.3值分別下降18%、7%。3組間兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。(2)大鼠血清中IL-8含量(ng/L)，A、B、C組分別為211.69±13.40、386.10±26.52、324.58±25.49；肺組織勻漿中A、B、C組分別為348.96±4.78、439.28±15.15、394.00±9.78，3組間兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。大鼠血清中TNF-α含量，A、B、C組分別為42.28±2.55、102.86±5.99、68.90±3.20；肺組織勻漿中A、B、C組分別為131.44±7.90、201.21±4.98、154.34±4.73，3組間兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。結論 培哚普利能明顯改善COPD大鼠肺功能，其機制可能是通過下調COPD大鼠血清和肺組織勻漿中IL-8、TNF-α含量而實現。

慢性阻塞性肺疾病；白介素-8；腫瘤壞死因子-α；培哚普利；脂多糖；大鼠

【DOI】 10.3969 /j.issn.1671-6450.2015.02.019

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是中老年患者發病率頗高的呼吸系統疾病，在我國40歲以上人群的發病率約為8.2%[1]，其病死率占據我國目前農村人口十大死因中第3位[2]，每年死亡人數達100萬[3]。盡管COPD發病機制尚未被完全闡明，但普遍認為慢性氣道炎性反應是其中心環節。近期國內外多項研究發現在COPD誘導的肺損傷中，腎素—血管緊張素系統(renin-angiotensin system, RAS)被過度激活，其中的多效應分子血管緊張素II (angiotensin II, Ang II)在COPD誘導的肺損傷時過度表達[4]，而且通過血管緊張素轉換酶抑制劑(angiotensin converting enzyme inhibition, ACEI)和/或血管緊張素受體拮抗劑(angiotensin receptor blockers, ARB)下調其表達量及作用效應對肺損傷可以產生明顯的保護作用?，F以ACEI類藥物——培哚普利對COPD大鼠模型進行干預，觀察大鼠肺功能、血清及肺組織勻漿中白介素-8(IL-8)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量的變化及培哚普利的可能作用機制。

1 材料與方法

1.1 材料 實驗動物：健康清潔級雄性SD大鼠30只(由三峽大學動物中心提供)，2～3月齡，體質量(250±20)g，飼養條件如下：5只1籠，室溫20℃，濕度50%～60%，通風良好，自由攝食攝水，常規普通飼養。適應性飼養1周后，隨機分為3組，每組10只。A組(正常對照組)、B組(LPS組)、C組(ACEI+LPS組)。藥物與試劑：脂多糖(LPS)系美國Sigma公司產品；培哚普利(雅施達)，8 mg/片，由施維雅(天津)制藥有限公司提供；ELISA檢測試劑盒系武漢優爾生科技股份有限公司產品；紅金龍牌香煙由湖北中煙工業有限責任公司生產，焦油含量13 mg，煙氣煙堿量1.2 mg，煙氣一氧化碳量14 mg。

1.2 實驗方法 參照宋一平等[5]采用2次氣管內滴注LPS聯合煙熏法制備COPD大鼠模型。具體操作如下：分別在第1天和第7天向A組大鼠氣管內滴注生理鹽水1 ml，B組與C組滴入相同體積濃度為1 μg/g 的LPS溶液。在第2～13天、15～28天，每日上午將3組大鼠置于密閉箱內，A組大鼠不做任何處理，30 min后用生理鹽水灌胃(2.5 ml)；B組與C組大鼠的密閉箱內點燃紅金龍牌香煙，煙熏大鼠30 min，然后B組大鼠也用生理鹽水灌胃(2.5 ml)；C組大鼠用培哚普利溶液200 mg/L以2×10-3mg·g-1·d-1的劑量灌胃(2.5 ml)。第28天時采用小動物呼吸功能測定儀檢測3組大鼠的肺功能，然后禁食大鼠12 h，用4%水合氯醛(0.3 ml/100 g)腹腔注射麻醉后固定、解剖大鼠，腹主動脈取血5 ml置于預冷的負壓真空采血管中，靜置2 h后，1 000 r/min，4℃離心20 min，收集上清液即血清于-80℃冰箱凍存備用；同時，取肺組織，用冰生理鹽水沖洗后置于凍存管中并立即存放于液氮中備用。

1.3 觀測指標

1.3.1 呼吸功能： 利用小動物呼吸功能測定儀(北京宣武醫院制)測定大鼠呼吸功能：每分鐘呼氣量(VE)、最大呼氣流量(PEF)和0.3 s用力呼氣容積(FEV0.3)。

1.3.2 IL-8、TNF-α測定： 解凍備用血清，每只大鼠取血清1 ml，用ELISA 法檢測各組大鼠血清中IL-8、TNF-α含量，操作步驟嚴格按照試劑盒說明書執行。稱取每只大鼠肺組織100 mg，加入冰生理鹽水1 ml，用組織勻漿器制成10%的肺組織勻漿，3 000 r/min，4℃離心10 min，取上清液，用ELISA 法檢測各組大鼠肺組織上清液中IL-8、TNF-α含量，操作步驟嚴格按照試劑盒說明書執行。

2 結 果

2.1 大鼠癥狀體征觀察 建模結束后B組大鼠神情倦怠，拱背蜷縮，皮毛發黃，毫無光澤，脫毛嚴重，活動能力下降，進食及飲水量較A組明顯減少，出現咳嗽、呼吸急促、哮鳴、呼吸困難等癥狀，體型消瘦，靈敏度降低，大便干澀，小便色暗黃。C組大鼠上述癥狀及體征較B組減輕。

2.2 呼吸功能 待藥物干預28d結束后，與A組比較，B組、C組VE值分別下降40%、22%；PEP值分別下降33%、15%；FEV0.3值分別下降18%、7%；3組間兩兩比較有顯著差異(P<0.05、P<0.01)。見表1。

2.3IL-8、TNF-α變化 血清及肺組織勻漿中IL-8、TNF-α含量B組大鼠最高，其次是C組，最低的是A組(P<0.05、P<0.01)，見表2。

表1 呼吸功能的測定結果

注：與A組比較，aP<0.05，bP<0.01；與B組比較，cP<0.05

表2 大鼠IL-8、TNF-α測定結果

注：與A組比較，aP<0.05，bP<0.01；與B組比較，cP<0.05

3 討 論

COPD是以氣道、肺實質和肺血管慢性炎性反應為主要特征，在吸煙和反復下呼吸道感染等致病因素的作用下導致肺功能進行性下降的一組疾病。本研究利用LPS2次氣管滴注加煙熏以建立COPD大鼠模型，結果顯示，LPS誘導的COPD大鼠模型組即3組的VE值較正常對照組即A組的VE值有顯著下降。表明LPS可直接引起大鼠氣道上皮的損傷導致肺功能進行性下降，其誘導的COPD大鼠模型是可靠的，造模成功。

COPD氣道炎性反應的病理過程中，中性粒細胞(PMN)及其分泌的多種細胞因子參與機體的防御和修復效應[6]，其中主要的有IL-8、TNF-α等[7]。IL-8是所有CXC亞家族中趨化活性最強的趨化因子，研究顯示[8]，在COPD患者感染的肺組織中，IL-8可誘導中性粒細胞變形、定向游走，并引發呼吸爆發及炎性介質的釋放，并且其作用與患者的氣流阻塞程度密切相關，可作為COPD急性加重期的重要指標之一，能在一定程度上反映疾病的嚴重程度并影響疾病的預后[9]。TNF-α是一種介導炎性反應的多功能細胞因子，它不僅可誘導血管內皮細胞表達黏附分子, 誘導上皮細胞和中性粒細胞生成IL-8；而且能激活炎性細胞(尤其是巨噬細胞和中性粒細胞)，釋放更多的氧和氮基團以及其他細胞因子，促進COPD的發生。研究證實[10，11]，COPD患者氣道炎性反應程度與血清及肺泡灌洗液中TNF-α水平顯著相關。FoschinoBarbaro等[12]研究表明，在血清、呼出氣冷凝液及誘導痰中TNF-α濃度與COPD患者肺功能呈現負相關性。本結果顯示，B組和C組大鼠血清和肺組織勻漿中IL-8、TNF-α含量較A組均有顯著升高，與上述研究結果相一致。

國內外研究發現在COPD誘導的肺損傷中，RAS被激活，其中AngⅡ通過激活轉錄因子NF-κB上調致炎性因子表達[11]、促進組織纖維增生[14]、產生細胞凋亡和氧化應激反應等參與COPD的病理過程[15]。多項實驗研究[16～21]表明血管緊張素受體拮抗劑(angiotensinreceptorblockers,ARB)和血管緊張素酶抑制劑(angiotensinconvertingenzymeinhibition,ACEI)能通過下調AngII效應減弱脂多糖、AngII注射、機械通氣等所導致的大鼠急性肺損傷。部分臨床觀察也表明，ACEI和ARB類藥物能改善重度COPD合并肺心病患者的肺功能[22，23]。本結果顯示，C組大鼠癥狀體征改變較B組有明顯減輕；肺功能測定VE值、PEP值、FEV0.3值下降程度均有明顯減輕；大鼠血清和肺組織勻漿中IL-8、TNF-α含量則明顯減少。表明使用ACEI抑制劑培哚普利干預后，能明顯減少COPD大鼠體內炎性反應因子IL-8、TNF-α的產生，并顯著改善COPD大鼠肺功能。由于目前ACEI類藥物在COPD臨床領域的研究相對較少，對COPD患者的遠期療效，還需要大規模、多中心、隨機、雙盲的臨床試驗予以進一步證實。但ACEI類藥物對COPD氣道炎性反應過程中RAS系統的抑制效應及其對COPD肺功能的改善作用，有望成為我們治療COPD疾病的新選擇。

1ZhongN,WangC,YaoW,etal.PrevalenceofchronicobstructivepulmonarydiseaseinChina:alarge,population-basedsurvey[J].AmJRespirCritCareMed,2007,176(8):753-760.

2 馮玉麟,王嵐.中國COPD防治的難題[J].中國呼吸與危重監護雜志,2012,11(4):313-316.

3 中華人民共和國衛生部.2012中國衛生統計年鑒[M].北京:中國協和醫科大學出版社,2012:89-99.

4DelFA,CianchettiS,CeliA,etal.TheeffectofangiotensinreceptorblockersonC-reactiveproteinandothercirculatinginflammatoryindicesinman[J].VascHealthRiskManag,2009,5(1):233-242.

5 宋一平,崔德健,茅培英,等.慢性阻塞性肺疾病大鼠模型的建立及藥物干預的影響[J].中華內科雜志,2000,39(8):51-52, 73-74.

6 田春燕,張繼紅,李偉國,等.細胞因子與COPD炎癥機制研究進展[J].臨床肺科雜志,2011,16(2):248-249.

7 王東,張東岳.腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-8與慢性阻塞性肺疾病發病機制的關系[J].中國生物制品學雜志,2010,23(6):665-668.

8 水躍翔.血清IL-8在慢性阻塞性肺疾病中不同時期中的作用[J].中華全科醫學,2014,12(8):1278-1279, 1360.

9 胡偉貞,陳小龍,朱金霞.COPD急性加重期患者血清IL-8與C反應蛋白變化及臨床意義[J].臨床肺科雜志,2007,12(1):19-20.

10 王文秀,馬超,杜文才.TNF-α在慢性阻塞性肺疾病中的表達及意義[J].大連醫科大學學報,2013,35(2):143-145.

11 張念,徐清,陳菁,等.吸煙對慢性阻塞性肺疾病患者血清及肺泡灌洗液中腫瘤壞死因子-α及干擾素-γ的影響[J].實用醫學雜志,2012,28(12):1980-1982.

12FoschinoBarbaroMP,CarpagnanoGE,SpanevelloA,etal.Inflammation,oxidativestressandsystemiceffectsinmildchronicobstructivepulmonarydisease[J].IntJImmunopatholPharmacol,2008,20(4):753-763.

13ZahradkaP,WernerJP,BuhayS,etal.NF-kappaBactivationisessentialforangiotensinII-dependentproliferationandmigrationofvascularsmoothmusclecells[J].JMolCellCardiol,2002,34(12):1609-1621.

14MunshiMK,UddinMN,GlaserSS.Theroleoftherenin-angiotensinsysteminliverfibrosis[J].ExpBiolMed,2011,236(5):557-566.

15UemuraH,IshiguroH,IshiguroY,etal.AngiotensinIIinducesoxidativestressinprostatecancer[J].MolecularCancerResearch,2008,6(2):250-258.

16LiuL,QiuHB,YangY,etal.Losartan,anantagonistofAT1receptorforangiotensinII,attenuateslipopolysaccharide-inducedacutelunginjuryinrat[J].ArchBiochemBiophys,2009,481(1):131-136.

17HagiwaraS,IwasakaH,MatumotoS,etal.Effectsofanangiotensin-convertingenzymeinhibitorontheinflammatoryresponseininvivoandinvitromodels[J].CritCareMed,2009,37(2):626-633.

18ZhuY,QiuHB,YangY,etal.AngiotensinIItype2receptorexpressionanditsmodulationinangiotensinIIinducedacutelunginjuryinrat[J].ZhongguoWeiZhongBingJiJiuYiXue,2008,20(10):585-587.

19JerngJS,HsuYC,WuHD,etal.Roleoftherenin-angiotensinsysteminventilator-inducedlunginjury:aninvivostudyinaratmodel[J].Thorax,2007,62(6):527-535.

20 韓英,林延鵬,劉冬艷，等.培哚普利對小鼠移植性肝癌生長及新生血管生成的抑制作用研究[J].中國煤炭工業醫學雜志，2009,12(5):797-799.

21 邢文,何春玲,王安才.培哚普利對腎性高血壓大鼠血漿內皮素-1、血管緊張素Ⅱ和高敏C反應蛋白的影響[J].疑難病雜志，2013,12(4):297-299.

22 張立新,劉宇毅,柳志茹.培哚普利對慢性穩定型冠心病合并舒張功能不全患者的影響[J].疑難病雜志，2007,6(4):208-210.

23 孟麗霞,董惠芬.貝那普利與纈沙坦治療重度COPD合并慢性肺源性心臟病效果比較[J].疑難病雜志,2014,13(1):18-21.

Effect of perindopril on lung function and IL-8,TNF-α in COPD rat model

MENGLixia*,WANGJunpeng,ZENGfanjun,RUANYushu,ZHAOBijun,XIONGXiaoqi.

*DepartmentofRespiratoryMedicine,FirstClinicalMedicalCollege，ThreeGorgeUniversityYichangCentralHospital,Yichang443000,ChinaCorrespondingauthor:ZENGfanjun,E-mail:dearmlx@126.com

Objective To observe the effect of perindopril on pulmonary function and lung tissue inflammatory factor in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) rats.Methods 30 male SD rats were randomly divided into 3 groups: group A (normal control group), group B (LPS group), group C (ACEI+LPS group), 10 rats in each group. Using the 2 times tracheal instillation of lipopolysaccharide (LPS) method and smoking to establish the rat model of COPD, detect rat pulmonary function and serum and lung homogenate's IL-8, TNF-α content, then to observe the effect of perindopril on rat pulmonary function and inflammatory factor. Results (1) Respiratory function in rats: group A, group B and C group's VE values (ml/min), were 180.50±23.58, 108.50±33.53 and 140.90±33.10; PEP value (ml/s) were 30.20±1.67, 20.30±2.78 and 25.77±3.45; the value of FEV0.3(ml) were 4.91±0.30, 4.01±0.30 and 4.55±0.18 ; compared with A group, group B and C's VE values were decreased by 40%, 22%, PEP value decreased by 33%, 15% respectively, the FEV0.3decreased by 18%, 7% respectively. Compared among the 3 groups, the difference was statistically significant (P<0.05). (2) Serum IL-8 content (ng/L) in rat, groups A, B, C were 211.69±13.40, 386.10±26.52, 324.58±25.49; lung homogenate ingroup A, B, C were 348.96±4.78, 439.28± 15.15, 394.00± 9.78, compared among the 3 groups, the differences were statistically significant (P<0.05).TheserumcontentofTNF-αinrat,groupA,B,Cwere42.28±2.55and102.86±5.99, 68.90±3.20;lungtissuehomogenateingroupA,B,Cwere131.44±7.90,201.21±4.98, 154.34±4.73,comparedamongthe3groups,thedifferencewasstatisticallysignificant(P<0.05).Conclusion It demonstrated that the perindopril could significantly improve lung function of COPD rats and its mechanism may be realized through the down-regulation serum IL-8, TNF-α content and lung tissue homogenate in COPD rats.

Chronic obstructive pulmonary disease; Interleukin-8; Tumor necrosis factor alpha ; Perindopril; Lipopolysaccharide; Rats

443000 三峽大學第一臨床學院/宜昌市中心醫院呼吸內科(孟麗霞、曾凡軍、阮玉姝、趙必君、熊曉琪)； 三峽大學 人民醫院心內科(王均鵬)

曾凡軍，E-mail:dearmlx@126.com

2014-10-01)