黃芪多糖對PM2.5染毒大鼠肺損傷的干預作用

徐生剛 曹玉青 孟軍亮 汪如榮 汪斌 王瑋

(1河西學院醫學院，甘肅 張掖 734000；2甘肅中醫藥大學；3河西學院附屬張掖人民醫院)

大量的流行病學及實驗研究結果表明，PM2.5是一種能夠對人體產生多種損害的重要大氣污染物，其中以對呼吸系統的損害最為常見〔1～3〕。研究表明，PM2.5暴露與肺炎、慢性阻塞性肺疾病(COPD)等多種肺部疾病的發生關系密切〔4，5〕。PM2.5的顆粒可穿透肺泡壁，破壞肺泡血-氣屏障進入血液循環，引起肺部或全身系統的炎癥反應、氧化應激、免疫細胞失衡、表觀遺傳改變等，導致肺組織結構改變，氣道狹窄和破壞，肺實質的損傷，最終引起氣流受限和黏膜纖毛功能障礙〔6〕。黃芪多糖具有抗感染、抗氧化、增強機體免疫功能等多種生物學作用〔7，8〕。本實驗探討黃芪多糖對PM2.5所致肺損傷的干預作用及可能的作用機制。

比如在“牛頓第二定律”教學的時候，教師可以變演示實驗為分組實驗，組織學生分組探究，給每組學生準備以下實驗器材：條形磁鐵(2根)、彈簧秤(2個)、試管(若干)、繩子等，鼓勵學生進行想象，利用教師提供的實驗器材進行實驗的設計和操作，并記錄實驗現象，分析和總結實驗結論.教師同時設計問題引導學生：力是否可以單獨的存在？力的作用是相互的嗎，如果是請說出相互作用力之間的關系，如果不是請說明理由.這樣，不僅能促進學生的個性化發展，同時也能讓學生感受物理定律發現的過程，最后大家互相展示自己的實驗和結果，效率要比演示實驗好的多，幫助學生增長知識的同時，提升學生的實驗探究能力.

1 材料與方法

1.1儀器與試劑 大流量PM2.5采樣器(湖北方圓)，組織勻漿機(江蘇金壇)，離心機(上海盧湘儀)，恒溫水浴鍋(上海博訊)，全自動酶標儀(美國伯樂)，紫外分光光度計(日本島津)。Wistar大鼠購買于中國農業科學院獸醫研究所，體重(202.41±10.25)g。黃芪多糖購自西安沃森生物科技有限公司，免疫球蛋白(Ig)A、IgG、IgM、超氧化物歧化物(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、丙二醛(MDA)及血清白蛋白(ALB)試劑盒購于南京建成生物研究所，白細胞介素(IL)-2、IL-8和腫瘤壞死因子(TNF)-α ELISA檢測試劑盒購于北京博奧森生物工程有限公司。

1.2PM2.5樣品采集 在2019、2020年沙塵天氣時，利用PM2.5采樣器和玻璃纖維濾膜，采集張掖市區室外空氣中的PM2.5顆粒。采樣高度為5 m，每天采樣24 h，采樣流量為10 L/min，連續采集。采集完成后的濾膜剪成約1 cm×1 cm的方塊，收集于清潔的小燒杯內，使用去離子水將其完全浸沒，利用超聲波清洗儀振蕩洗脫顆粒物，振蕩3次，每次30 min。多層紗布過濾，收集濾液于離心管中，8 000 r/min離心15 min，收集下層沉淀物于培養皿內，真空冷凍干燥，PM2.5顆粒物稱重后低溫避光保存待用。實驗開始之前，用生理鹽水將PM2.5顆粒物制成混懸液并超聲振蕩高溫高壓滅菌。

1.3實驗動物分組及處理 60只SPF級健康雄性Wistar大鼠在溫度20～22℃，濕度45%～55%的條件下適應性飼養1 w后，隨機分成5組，每組12只，分別為生理鹽水對照組、PM2.5染毒組及PM2.5染毒+黃芪多糖低、中、高劑量(100、200和400 mg/kg)干預組。生理鹽水對照組：氣管滴注 1.5 ml/kg生理鹽水；染毒對照組：氣管滴注40 mg/kg的PM2.5生理鹽水混懸液染毒(按4.5 ml/kg劑量滴注8.89 mg/ml的PM2.5)，隔日1次，共3次〔9〕；PM2.5染毒+黃芪多糖100、200、400 mg/kg組：氣管滴注40 mg/kg的PM2.5生理鹽水混懸液染毒，隔日1次，共3次，染毒結束后每天分別給予100、200和400 mg/kg黃芪多糖灌胃1次，共7 d。

1.8統計學方法 采用SPSS22.0軟件進行方差分析、LSD-t檢驗。

2.3各組肺組織SOD、CAT、GSH-Px及MDA的比較 與生理鹽水組比較，PM2.5染毒組肺組織SOD、CAT及GSH-Px活性降低，MDA含量增高，差異有統計學意義(P<0.05)；與PM2.5染毒組比較，PM2.5染毒+黃芪多糖100、200、400 mg/kg組肺組織SOD、CAT及GSH-Px活性增高，MDA含量降低，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

1.7肺干濕比重(W/D)測定 右肺前葉濾紙吸干表面水分后稱其濕重，恒溫干燥箱中70℃ 烘干48 h后稱其干重，計算W/D。

2.1各組BALF中炎性細胞比較 與生理鹽水組比較，PM2.5染毒組BALF中總細胞數、淋巴細胞數、中性粒細胞數、嗜酸性粒細胞數增高，差異有統計學意義(P<0.05)；與PM2.5染毒組比較，PM2.5染毒+黃芪多糖100、200、400 mg/kg組總細胞數、淋巴細胞數、中性粒細胞數、嗜酸性粒細胞數減少，差異有統計學意義(P<0.05)，并隨著黃芪多糖劑量的增加，呈劑量依賴性的減少(P<0.05)。見表1。

1.6肺組織細胞因子、抗氧化酶、氧化應激指標的檢測 取大鼠右肺葉0.3 g，剪碎后加入9倍體積預冷的生理鹽水，充分研磨，3 000 r/min、4℃離心15 min，取上清液，按照說明書測定大鼠肺組織IL-2、IL-8、TNF-α、MDA的含量及SOD、CAT、GSH-Px的活性。

1.4肺泡灌洗液(BALF)炎性細胞計數 大鼠處死后，暴露支氣管，用解剖剪剪一“V”形小切口，用灌肺針吸取37℃ 預溫的生理鹽水1 ml，將灌肺針插入小口后用手術線結扎防止生理鹽水從口鼻處流出，緩慢注入生理鹽水，輕輕按摩肺部后吸出，重復5次后收集大鼠BALF。用生理鹽水調整細胞數，取20 μl BALF 涂板，25℃下干燥后，瑞氏-姬姆薩法染色計數100個細胞，計算其中嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、淋巴細胞及總細胞數量。

如今，畢節已基本實現了打造黔西北綜合交通樞紐的目標。鐵路、高速公路、航空，構成了畢節立體交通的骨架，國、省干線、通鄉公路、通村公路、通組公路，暢通了畢節立體交通的經絡血脈，500公里的水運通航里程，則成了畢節立體交通網絡的有益補充。

2 結 果

(1)屠宰車間一掛負責人進行毛雞的挑選，嚴控只重范圍，每組毛雞雞爪綁不同的膠帶區分，待所有范圍內毛雞準備好之后，空出鏈條集中掛雞，每組毛雞之間空鉤60個，保證后續操作的有序進行。五組毛雞依次經過電麻、放血、瀝血、燙打、凈毛等工序[5]，由提前按排好的專人進行不同分組對雞頭、雞爪的收集，并稱重記錄。

表1 各組BALF中炎性細胞比較個)

2.2各組肺組織IL-2、IL-8、TNF-α及ALB的比較 與生理鹽水組比較，PM2.5染毒組肺組織IL-2、IL-8、TNF-α及ALB含量增高，差異有統計學意義(P<0.05)；與PM2.5染毒組比較，PM2.5染毒+黃芪多糖100、200、400 mg/kg組肺組織IL-2、IL-8、TNF-α及ALB含量降低，差異有統計學意義(P<0.05)，并且隨著黃芪多糖劑量的增加，呈劑量依賴性的降低(P<0.05)。見表2。

新加坡制造技術研究院(現中國科學院寧波材料所)的楊桂林等人設計了一種用于工業機器人接觸式作業的三自由度主動式末端操作器，主要利用3PPS并聯機構實現軸向平移和水平方向的2個偏轉運動，具有剛度大、精度高和承載能力好等優點，如圖32所示。該末端操作器采用高精度音圈電機作為驅動器，對接觸力進行直接控制，極大地提高了設備的加工精度和工作速度。

表2 各組肺組織IL-2、IL-8、TNF-α及ALB的比較

1.5ALB與Ig檢測 取大鼠腹主動脈血，25℃放置30 min后，3 000 r/min、4℃離心10 min，取上清液，按照說明書檢測IgA、IgG、IgM和ALB的含量。

2.4各組IgA、IgG、 IgM水平比較 與生理鹽水組比較，PM2.5染毒組血清 IgA、IgG 和 IgM 水平下降，差異有統計學意義(P<0.05)；與PM2.5染毒組比較，PM2.5染毒+黃芪多糖100、200、400 mg/kg組血清IgA、IgG 和 IgM 水平升高，差異具有統計學意義(P<0.05)，隨著黃芪多糖劑量增加，呈劑量依賴性升高(P<0.05)。見表3。

比及《李仲文女》和《馮孝將子》，《談生》更是一則美麗的人鬼相戀的愛情故事。無疑，《牡丹亭》第53出《硬拷》中，寫“杜守收拷柳生”——拷打“假充門婿”的“劫墳賊”柳夢梅，乃是受到“漢睢陽王收拷談生”故事的啟發，而《杜麗娘慕色還魂》話本卻無此細節。另外，小說中談生用以宣泄感情，引發睢陽王女情思的，均是《詩經》中的愛情詩篇。聯系到《牡丹亭》中有關杜麗娘讀《詩經》而引動情思的構想，可知魏晉志怪小說不但在總體精神上給《牡丹亭》以影響，而且在具體情節上也給湯顯祖以啟示。

2.5各組肺組織W/D 測定結果比較 與生理鹽水組比較，PM2.5染毒組W/D升高，差異具有統計學意義(P<0.05)；與PM2.5染毒組比較，PM2.5染毒+黃芪多糖100、200、400 mg/kg組W/D降低，差異具有統計學意義(P<0.05)，并且隨著黃芪多糖劑量的增加，呈劑量依賴性降低(P<0.05)。見表3。

表3 各組肺組織SOD、CAT、GSH-Px、MDA、IgA、IgG、IgM水平、W/D比較

3 討 論

研究認為，炎性損傷和氧化應激損傷是PM2.5致肺損傷的中心機制〔10〕。PM2.5 能吸附可溶性有機物、多環芳烴、重金屬及生物性成分等多種物質，由于其粒徑小，這些物質可沉積于肺泡，激活氣道內中性粒細胞、巨噬細胞、上皮細胞等，從而導致TNF-α、IL-1β 等細胞因子釋放及炎細胞浸潤〔9，11〕。同時，PM2.5也可導致細胞內活性氧增加，使GSH-Px、T-SOD 等抗氧化酶活性降低，導致機體內氧化劑/抗氧化劑失衡，進而造成氧化損傷〔12，13〕。黃芪的活性成分黃芪多糖具有增強和調節機體免疫功能、抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤等作用〔14〕。本實驗結果提示，PM2.5滴注染毒能引起大鼠肺部炎性損傷及氧化應激損傷，這與劉潔等〔9〕、洪艷等〔15〕研究結果一致，結果說明黃芪多糖能夠抑制PM2.5染毒大鼠肺組織炎性細胞的浸潤、減少炎性因子的釋放，減輕氧化應激損傷。動物實驗證實，PM2.5可以導致COPD小鼠免疫細胞失衡，造成免疫功能下降〔16〕。本研究結果表明PM2.5可以導致大鼠血清免疫球蛋白水平下降，這與洪艷等〔15〕研究結果一致，結果說明黃芪多糖能夠減弱 PM 2.5 所致的大鼠血清免疫球蛋白水平下降。實驗證實PM2.5能夠引起肺水腫，W/D是反映臟器水腫程度的指標，W/D越高說明臟器水腫程度越嚴重〔17〕。本研究結果說明，PM2.5染毒能夠導致大鼠肺水腫，黃芪多糖能夠有效改善PM2.5所致大鼠肺水腫。

綜上，黃芪多糖能夠抑制PM2.5對大鼠肺組織造成的炎性損傷和氧化損傷，增強免疫功能，減輕肺水腫，黃芪多糖對PM2.5染毒大鼠的肺損傷具有一定保護作用。但其臨床治療作用及作用機制，還需進一步研究探討。