牛磺酸對LPS誘導小鼠急性肺損傷的治療效果

彭燕

摘要：目的? 評價牛磺酸對LPS誘導急性肺損傷小鼠的治療作用。方法? 將BALB/c小鼠隨機分為正常對照組、LPS模型組、牛磺酸低、中、高劑量組，正常對照組小鼠經鼻吸入50 μl生理鹽水，LPS模型組小鼠經鼻吸入8 mg/ml的LPS溶液50 μl，牛磺酸低、中、高劑量組分別經腹腔注射100、200、400 mg/kg牛磺酸，監測并比較5組小鼠肺功能、肺指數及髓過氧化物（MPO）酶活性。結果? ①LPS模型組呼氣末期停頓（EEP）、最大呼氣流量（PEF）、支氣管收縮的程度（PENH）、吸氣時間（TI）及呼氣時間（TE）均高于正常對照組及牛磺酸低、中、高劑量組;牛磺酸低、中、高劑量組EEP、PEF、PENH、TI及TE均高于正常對照組，且依次降低，差異有統計學意義（P<0.05）。LPS模型組呼吸頻率（RR）、呼吸松弛時間（RT）、每分鐘呼氣量（MV）、吸氣末期停頓時間（EIP）、最大吸氣流量（PIF）、潮氣量（TV）及呼氣量（EV）均低于正常對照組及牛磺酸低、中、高劑量組;牛磺酸低、中、高劑量組RR、RT、MV、EIP、PIF、TV及EV均低于正常對照組，且依次升高，差異有統計學意義（P<0.05）。②LPS模型組肺濕/干重比、MPO酶活性高于正常對照組及牛磺酸低、中、高劑量組;牛磺酸低、中、高劑量組肺濕/干重比、MPO酶活性高于正常對照組，且依次降低，差異有統計學意義（P<0.05）。結論? 牛磺酸對LPS誘導的小鼠急性肺損傷具有一定的保護作用，可減輕小鼠肺損傷，且其呼吸功能改善程度與劑量有一定聯系。

關鍵詞：急性肺損傷;牛磺酸;LPS;小鼠

中圖分類號：R965? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.03.023

文章編號：1006-1959（2020）03-0079-03

Therapeutic Effect of Taurine on LPS-induced Acute Lung Injury in Mice

PENG Yan

（ICU of Tianjin TEDA Hospital，Tianjin 300457，China）

Abstract：Objective? To evaluate the therapeutic effect of taurine on LPS-induced acute lung injury in mice. Methods? BALB/c mice were randomly divided into normal control group， LPS model group， taurine low， medium and high dose groups. Normal control group mice inhaled 50 μl physiological saline，mice in the LPS model group inhaled 50 μl of 8 mg / ml LPS solution nasally， and the low， medium， and high dose groups of taurine were injected intraperitoneally with 100， 200， and 400 mg / kg taurine. Rat lung function， lung index， and myeloperoxidase （MPO） enzyme activity.Results? ①The end-expiratory pause （EEP）， the maximum expiratory flow （PEF）， the degree of bronchoconstriction （PENH）， the inspiratory time （TI） and the expiratory time （TE） in the LPS model group were higher than those in the normal control group and taurine. The low， medium， and high dose groups; the low， medium， and high dose taurine EEP， PEF， PENH， TI， and TE were all higher than the normal control group， and they decreased in order， the difference was statistically significant（P<0.05）. LPS model group breathing frequency （RR）， breathing relaxation time （RT）， expiratory volume per minute （MV）， end of inhalation time （EIP）， maximum inspiratory flow （PIF）， tidal volume （TV） and exhalation amount （EV） is lower than the normal control group and low， medium and high dose of taurine; RR， RT， MV， EIP， PIF， TV and EV of the low， medium and high dose of taurine are lower than the normal control group， and increased in order， the difference was statistically significant（P<0.05）. ②The lung wet / dry weight ratio and MPO enzyme activity of the LPS model group were higher than those of the normal control group and low， medium， and high dose taurine; lung wet/dry weight ratio and MPO enzyme activity of the low， medium， and high dose taurine group was higher than the normal control group and decreased in order，the difference was statistically significant （P<0.05）.Conclusion? Taurine has a certain protective effect on acute lung injury induced by LPS in mice， which can alleviate lung injury in mice， and its degree of improvement in respiratory function is related to the dose.

Key words：Acute lung injury;Taurine;LPS;Mice

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）是以急性炎癥和組織損傷為特征，影響肺部正常氣體交換，逐漸導致呼吸功能衰竭的急性呼吸綜合征[1]。歐美聯席會議在1994年將該綜合征重新命名為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）[2]，是監護室患者病死率高的重要原因[3]，因而ALI/ARDS被認為是臨床常見危重癥。由LPS所導致的膿毒癥是引起ARDS的重要常見病因，大量研究表明，LPS引起ARDS的機制與自由基的產生、脂質過氧化和炎癥反應有重要關系[4，5]。牛磺酸（taurine）大量存在于哺乳動物體內，能夠維持機體的免疫功能，調節全身多個系統、器官[6]。在牛磺酸的作用下，內皮細胞的凋亡及由脂多糖、腫瘤壞死因子刺激的氧化應激狀態明顯減輕，牛磺酸還可以降低中性粒細胞介導的內皮細胞的壞死，可用于急性肺損傷的治療。基于此，本研究建立LPS誘導急性肺損傷小鼠動物模型，旨在觀察牛磺酸對急性肺損傷的治療作用。

1材料與方法

1.1材料與儀器? 雄性BALB/c小鼠共50只，體重20～24 g，購自天津醫科大學實驗動物中心，許可證編號：SYXK（津）2013-0001。脂多糖（LPS）和牛磺酸均購自Sigma-Aldrich;髓過氧化物酶活性檢測試劑盒購自Genmed Scientifics Inc;清醒動物肺功能監測系統購自EMKA Technologies。

1.2方法? 將BALB/c小鼠按照隨機數字表法分為正常對照組、LPS模型組、牛磺酸低、中、高劑量組。LPS模型組及牛磺酸治療組小鼠經鼻吸入8 mg/ml的LPS溶液50 μl，正常對照組小鼠經鼻吸入同體積的生理鹽水。實驗開始0.5 h和12 h，牛磺酸低、中、高劑量組分別腹腔注射100、200、400 mg/kg牛磺酸。實驗開始24 h后，對全部BALB/c小鼠進行肺功能監測，取血及肺組織。

1.3觀察指標? 比較各組小鼠肺功能、肺指數及髓過氧化物（MPO）酶活性。①肺功能：實驗開始24 h后，監測各組小鼠在清醒無束縛狀態下的肺呼吸情況，包括吸氣時間（TI）、呼氣時間（TE）、最大吸氣流量（PIF）、最大呼氣流量（PEF）、潮氣量（TV）、呼氣量（EV）、呼吸松弛時間（RT）、每分鐘呼氣量（MV）、呼吸頻率（RR）、吸氣末期停頓（EIP）、呼氣末期停頓（EEP）及支氣管收縮的程度（PENH）。②肺指數測定：取小鼠的肺臟，洗凈，記錄濕重;100℃干燥至恒重，稱干重，計算肺的濕干重比。③MPO酶活性測定：采用髓過氧化物酶活性測定試劑盒測定肺組織中MPO酶的活性，具體步驟嚴格參考試劑盒說明書進行。

1.4統計學方法? 選用SPSS 20.0軟件處理實驗數據，計量資料以（x±s）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析;采用Pearson 相關性分析牛磺酸劑量與呼吸功能的相關性。P<0.05表示差異有統計學意義。

2結果

2.1各組小鼠肺功能比較? LPS模型組EEP、PEF、PENH、TI及TE均高于正常對照組及牛磺酸低、中、高劑量組;同時牛磺酸低、中、高劑量組EEP、PEF、PENH、TI及TE均高于正常對照組，且依次降低，差異有統計學意義（P<0.05）。LPS模型組RR、RT、MV、EIP、PIF、TV及EV均低于正常對照組及牛磺酸低、中、高劑量組;同時牛磺酸低、中、高劑量組RR、RT、MV、EIP、PIF、TV及EV均低于正常對照組，且依次升高，差異有統計學意義（P<0.05），見圖1。

2.2各組小鼠肺濕/干重比、MPO酶活性比較? LPS模型組肺濕/干重比、MPO酶活性高于正常對照組及牛磺酸低、中、高劑量組;牛磺酸低、中、高劑量組肺濕/干重比、MPO酶活性高于正常對照組，且依次降低，差異有統計學意義（P<0.05）。見圖2、圖3。

3討論

牛磺酸可以明顯減輕內皮細胞的凋亡及由脂多糖、腫瘤壞死因子刺激下的氧化應激狀態，并可以降低中性粒細胞介導的內皮細胞壞死[5]。本實驗采用LPS誘導急性肺損傷小鼠模型，考察了牛磺酸對小鼠呼吸功能保護作用及對肺損傷的治療作用。實驗結果顯示，與正常對照組相比LPS模型組的各項呼吸功能均有受損，但牛磺酸組小鼠的呼氣末期停頓時間、單位體重的最大呼氣流量、支氣管收縮的程度和呼吸頻率等呼吸功能指標優于LPS模型組，呼吸功能改善程度與牛磺酸使用劑量密切相關，而且牛磺酸組小鼠的肺濕/干重比低于LPS模型組，提示牛磺酸對LPS誘導的小鼠急性肺損傷具有治療作用，能夠改善肺水腫程度。

髓過氧化物酶又稱過氧化物，是由中性粒細胞、單核細胞或巨噬細胞等炎性細胞分泌的含血紅素輔基的血紅素蛋白酶，也是中性粒細胞的功能標識和激活標志，其活性變化反映著嗜中性多形核細胞的功能和活性狀態[6]。本研究結果顯示，吸入400 μg的脂多糖24 h后，實驗小鼠發生明顯的肺水腫，肺組織中MPO酶活性提高，但給予牛磺酸治療后能夠緩解小鼠肺水腫狀況，降低肺組織中MPO酶活性，提示牛磺酸有可能通過抗氧化作用調節細胞內鈣離子濃度，進而對急性肺損傷發揮一定的保護作用。

綜上所述，牛磺酸對LPS誘導的小鼠急性肺損傷具有一定的肺臟保護作用，可減輕小鼠肺損傷，且其對呼吸功能的改善程度與應用劑量密切相關。

參考文獻：

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收稿日期：2019-11-21;修回日期：2019-12-13

編輯/錢洪飛