商陆皂苷甲对实验性诱导呼吸道炎症的作用及机制

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1、中文摘要商陆皂苷甲对实验性诱导呼吸道炎症的作用及机制【目的】呼吸系统疾病是目前家畜的常发病、多发病，一年四季均有发生。本病危害性极大，表现为较高的发病率和死亡率，尤其在规模化养殖中，每年造成巨大经济损失。呼吸道炎症是引发呼吸道疾病的主要原因。吸入性病原微生物、过敏原和空气污染物通过不同的机制激发炎症，但是近年来研究发现氧化应激也是呼吸道炎症的重要诱因。吸入性氧化剂和炎性刺激进入气道后，通过NADPH氧化酶诱导活性氧（ROS）的大量积累，一方面引起组织DNA、蛋白质和脂质损伤，另一方面激活MAPKs和NF-κB等炎症信号通路，诱导相关炎症靶向蛋

2、白产生，引起肺组织纤维化、过敏性哮喘、急性肺损伤以及慢性阻塞性肺病等一系列疾病，使小气道阻塞和肺实质损伤，最终导致肺呼吸功能障碍，甚至衰竭。因此靶向性药物筛选对临床治疗呼吸道疾病药物的研发有深远意义。本课题组在预实验中筛选出多种具有抗炎抗氧化活性的天然小分子化合物，商陆皂苷甲是其中一种。商陆皂苷甲是中草药商陆属植物商陆根的主要活性成分，商陆具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤、利尿等作用，在民间常用其单方治疗慢性支气管炎；另据报道，商陆皂苷甲能够抑制由LPS介导的不同细胞对促炎细胞因子的表达，但是其对气道炎症的调节作用尚不明确。基于此，本文旨在通过构建脂

3、多糖（LPS）诱导的急性肺损伤（ALI）、卵清蛋白（OVA）诱导的过敏性哮喘和香烟烟雾（CS）诱导的COPD早期气道炎症模型，研究商陆主要活性成分商陆皂苷甲对不同发病机制的气道炎症的抑制作用及机制，以及对体外糖皮质激素抗CSE诱导的炎症的协同作用。【方法】本论文中，首先通过以LPS或CSE刺激BEAS-2B人正常支气管上皮细胞构建体外模型，检测商陆皂苷甲对促炎细胞因子和ROS、GSH水平的影响，评价商陆皂苷甲体外抗炎、抗氧化作用；进一步构建LPS诱导的ALI、OVA诱导的过敏性哮喘和CS诱导的呼吸道炎症模型，评价商陆皂苷甲对不同实验性气道炎症

4、的抑制作用，以及对氧化损伤的作用，并检测药物对MAPKs、NF-κB和Nrf2信号通路相关蛋白的激活作用；为了研究商陆皂苷甲的作用机制，本论文I测定了商陆皂苷甲对支气管细胞Nrf2核蛋白水平的上调作用，进一步通过采用RRNA干扰等技术，探讨商陆皂苷甲抗炎作用的潜在靶点。最后，通过检测促炎细胞因子和组蛋白去乙酰化酶（HDAC2），评价了商陆皂苷甲对CSE诱导的Thp-1细胞糖皮质激素敏感性下降的逆转，及与Nrf2的关系。【结果】结果显示：1在体外研究中，商陆皂苷甲预处理显著抑制了LPS或CSE诱导的BEAS-2B细胞TNF-α、IL-1β和IL

5、-6的蛋白表达和iNOS和COX2的mRNA水平。2商陆皂苷甲显著抑制了LPS或CSE诱导的氧爆发（ROS过度积累），并上调了胞内GSH水平。3商陆皂苷甲显著抑制了LPS诱导的ALI模型、OVA诱导的过敏性哮喘模型和CS诱导的COPD模型气道炎症的发展。主要表现为：降低了ALI和COPD小鼠肺泡灌洗液（BALF）中TNF-α、IL-1β和IL-6的浓度和中性粒细胞、巨噬细胞数目，抑制LPS引起的肺水肿，和CSE诱导的MMP-12与TIMP-1的mRNA的表达；在哮喘模型中，商陆皂苷见显著抑制了BALF中Th2型细胞因子（IL-4、IL-5和I

6、L-13）的表达和嗜酸性粒细胞浸润、降低了血清OVA特异性IgE水平、改善了气道粘液产生和杯状细胞增生，此外还抑制了VCAM-1、ICAM-1和eotaxinmRNA的表达。4商陆皂苷甲显著抑制了ALI模型、过敏性哮喘模型和COPD模型气道ROS产生、氧化损伤因子水平，并显著上调了抗氧化酶和GSH活性。5商陆皂苷甲降低了LPS或OVA诱导的肺组织介导炎症炎性细胞因子表达的信号通路MAPKs和NF-κB相关蛋白磷酸化水平；增加了CS诱导的模型肺组织Nrf2和HO-1蛋白水平。6商陆皂苷甲显著上调了支气管上皮细胞和肺泡上皮细胞HO-1和核Nrf2

7、水平。且阻断Nrf-2基因，减弱了商陆皂苷甲对LPS和CSE引起的BEAS-2B细胞炎症反应和氧化应激。7低剂量商陆皂苷甲协同地塞米松抑制CSE诱导的IL-1β和IL-6的表达，商陆皂苷甲恢复CSE诱导的Thp-1细胞HDAC2蛋白水平，沉默Nrf2后，作用减弱。【结论】基于以上结果，本实验首次揭示了商陆皂苷甲对不同实验性气道炎症的II抑制作用，及协同地塞米松抗CSE诱导的炎症反应的作用。并在进一步研究中揭示了商陆皂苷甲的作用机制：通过作用于Nrf2，增强内生性抗氧化剂的表达，进而抑制ROS等氧化剂的产生，减弱氧化损伤和炎症反应，以及辅助地塞

8、米松发挥抗炎作用。为临床筛选新型抗气道炎症药物提供理论基础和筛选平台。关键词：商陆皂苷甲，ALI，哮喘，Nrf2，HDAC2IIIAbstractTheeffect