氫氣延緩慢性阻塞性肺疾病的發(fā)展及其機制
發(fā)布時間:2018-03-17 17:38
本文選題:肺疾病 切入點:慢性阻塞性 出處:《河北醫(yī)科大學》2017年碩士論文 論文類型:學位論文
【摘要】:目的:研究氫氣對煙霧誘導的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)大鼠肺功能和病理的影響,觀察氫氣干預后COPD大鼠肺組織炎癥因子(TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23)、基質(zhì)金屬蛋白酶/金屬蛋白酶組織抑制因子(MMP-12/TIMP-1)及凋亡蛋白(caspase-3、caspase-8)表達的變化,探討氫氣對COPD發(fā)展的延緩作用及其機制。方法:1雄性健康SD大鼠(160-200g)70只隨機分為7組:對照組(Control group),COPD組(COPD group),低濃度氫氣組(Low Hydrogen group,Hl group),中濃度氫氣組(Middle Hydrogen group,Hm group),高濃度氫氣組(High Hydrogen group,Hh group),極高濃度氫氧組(Very high Hydrogen and Oxygen groups,Hvh group),氧氣組(Oxygen group,O2 group),采用煙霧暴露法建立COPD模型。觀察大鼠日常生活狀態(tài)、體重變化,測量肺功能、右心室肥大指數(shù),檢測肺泡灌洗液(bronchveolar lavage fluid,BALF)白細胞總數(shù)及其分類計數(shù)。分析光鏡下肺組織病理變化。2利用免疫組化及Western blot技術檢測肺組織TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的蛋白表達。利用Real-Time PCR技術檢測肺組織中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的m RNA表達。結果:1大鼠體重吸煙前各組大鼠體重無差異(P0.05)。吸煙后,與Control組比,COPD組大鼠體重減少(P0.05),各氫氣組以及氧氣組均無變化(P0.05);與COPD組比,Hl及Hh組大鼠體重增加(P0.05),Hm、Hvh以及O2組無變化(P0.05),各氫氣組及氧氣組之間無差異(P0.05)。2肺功能COPD組FEV0.2顯著小于Control組(P0.01);與COPD組比較,Hl、Hm、Hh及O2組顯著增加(P0.01),Hvh組無變化(P0.05);Hvh組顯著小于Hl、Hm、Hh及O2組(P0.01)。COPD組FVC顯著大于Control組(P0.01);與COPD組比較,Hl、Hm、Hh及O2組顯著減小(P0.01),Hvh組無變化(P0.05);Hl組顯著小于Hh及Hvh組(P0.01),Hm、Hh及O2組顯著小于Hvh組(P0.01)。COPD組FEV0.2/FVC顯著小于Control組(P0.01);與COPD組比,Hl、Hm、Hh及O2組顯著增加(P0.01),Hvh組無變化(P0.05);Hvh組顯著小于Hl、Hm、Hh及O2組(P0.01)。3 BALF計數(shù)及分類COPD組BALF白細胞總數(shù)、中性粒細胞及巨噬細胞數(shù)比Control組顯著增多(P0.01),淋巴細胞數(shù)略減少(P0.05)。與COPD組比,Hm、Hh、Hvh及O2組白細胞總數(shù)、中性粒細胞及巨噬細胞數(shù)顯著減少(P0.01),Hl組白細胞總數(shù)和中性粒細胞數(shù)顯著減少(P0.01),巨噬細胞減少(P0.05);Hm、Hh及Hvh組之間無差異(P0.05),但均較Hl、O2組顯著減少(P0.01)。與COPD組比,各氫氣組及氧氣組淋巴細胞略增多(P0.05),各組間無差異(P0.05)。4右心室肥厚指數(shù)(RVHI)COPD組大鼠RVHI顯著大于Control組(P0.01)。與COPD組RVHI比較,各氫氣組以及氧氣組均顯著減小(P0.01);Hm、Hh及Hvh組低于Hl組(P0.01),Hvh組低于O2組(P0.05)。5大鼠肺組織病理學變化COPD組大鼠肺臟,與Control組比較,體積增大,大體觀外表色澤發(fā)白、不光滑、凹凸不平、彈性不好。鏡下觀察肺泡管、肺泡囊及肺泡顯著擴大,肺泡結構紊亂,肺泡壁變薄、斷裂,部分融合成肺大皰,纖毛細胞變性壞死,肺小動脈管壁增厚、管腔狹窄,周圍出現(xiàn)不同程度的中性粒細胞、淋巴細胞和單核巨噬細胞浸潤。Hvh組大鼠肺臟外觀,較COPD組肺臟體積略有縮小。肺動脈管壁增厚,出現(xiàn)炎性細胞浸潤。肺泡壁較薄,出現(xiàn)不同程度的斷裂,肺泡腔較大,有融合,較COPD組稍有改善。Hl、Hm、Hh及O2組大鼠肺臟外觀,較COPD組肺臟體積略有縮小,外觀情況也有改善。肺動脈管壁輕度增厚,肺泡壁較薄,斷裂情況改善,仍有肺大皰,但較COPD組局限。出現(xiàn)炎性細胞浸潤,較COPD組減少。與Control組比較,COPD組MLI和BWT/D顯著升高(P0.01),MAN顯著降低(P0.01)。與COPD組比較,Hm和Hh組MLI顯著升高(P0.01),兩組無差異(P0.05)。與COPD組比較,各氫氣組MAN顯著降低(P0.01);Hh組低于Hm、Hvh組(P0.01),Hm、Hvh組無差異(P0.05)。與COPD組比較,Hm、Hh組BWT/D顯著降低(P0.01),Hvh、O2組降低(P0.05);各氫氣組及氧氣組間無差異(P0.05)。6采用免疫組化比較TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8蛋白的表達可見TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8均在大小支氣管、肺泡周圍浸潤的炎性細胞胞漿內(nèi)表達。與Control組比較,COPD組表達升高;與COPD組比較,各氫氣組TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、caspase-3、caspase-8表達降低,O2組無顯著差異;Hm、Hh、Hvh三組之間無顯著差異,但均低于Hl組。與COPD組比較,各氫氣組TIMP-1蛋白表達升高,O2組無顯著差異;Hm、Hh、Hvh三組之間無顯著差異,但均高于Hl組。7采用Western blot比較TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的蛋白表達與Control組比較,COPD組肺組織中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8蛋白表達升高;與COPD組比較,各氫氣組TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、caspase-3、caspase-8表達降低,O2組無顯著差異;Hm、Hh、Hvh三組之間無顯著差異,但均低于Hl組。與COPD組比較,各氫氣組TIMP-1蛋白表達升高,O2組無顯著差異;Hm、Hh、Hvh三組之間無顯著差異,但均高于Hl組。8采用Real-Time-PCR比較TNF-α、IL-6、L-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8 m RNA的表達COPD組TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、MMP-12、TIMP-1、caspase-3、caspase-8的表達較Control組顯著升高(P0.01)。與COPD組比,各氫氣組TNF-α表達顯著降低(P0.01),O2組表達降低(P0.05);Hm、Hh、Hvh組之間無差異(P0.05),較Hl、O2組顯著降低(P0.01)。與COPD組比,Hm、Hh、Hvh組IL-6表達顯著降低(P0.01),Hl、O2組表達降低(P0.05);Hvh組表達低于Hm、Hh組(P0.05),Hm、Hh組之間無差異(P0.05)。與COPD組比,各氫氣組及氧氣組IL-17表達顯著降低(P0.01);Hm、Hh、Hvh組之間無差異(P0.05),較O2組顯著降低(P0.01);Hm、Hvh組較Hl組顯著降低(P0.01),Hh組較Hl組降低(P0.05)。與COPD組比,各氫氣組及氧氣組IL-23表達顯著降低(P0.01);Hm、Hh、Hvh組之間無差異(P0.05),較Hl組降低(P0.05);Hvh組較O2組降低(P0.05)。與COPD組比,O2組MMP-12表達略降低(P0.05),各氫氣組顯著降低(P0.01),較Hl、Hm、Hh三組Hvh組降低最顯著(P0.01);Hl、Hm、Hh組之間無差異(P0.05)。與COPD組相比,O2組TIMP-1表達略升高(P0.05),Hm、Hh、Hvh組表達顯著升高(P0.01),Hl組表達升高(P0.05);Hm、Hh、Hvh組之間無差異(P0.05)。與COPD比,O2組caspase-3、caspase-8表達略降低(P0.05),各氫氣組表達顯著降低(P0.01);各氫氣組之間無差異(P0.05)。結論:1大鼠香煙煙霧暴露4個月建立COPD動物模型成功。吸入氫氣減少大鼠BALF炎性細胞,減輕肺病理損傷,改善肺功能、右心室肥厚指數(shù),不同濃度的氫氣效果不同,中、高、極高濃度優(yōu)于低濃度氫氣。2氫氣通過抗炎、改善蛋白酶/抗蛋白酶失衡、抗凋亡等機制對COPD的發(fā)展有延緩作用。
[Abstract]:Objective: To study the effect of hydrogen on smoke induced chronic obstructive pulmonary disease (chronic obstructive pulmonary disease, COPD) of rat pulmonary function and pathological observation, hydrogen dry inflammatory factors in lung tissue of rats after COPD (TNF- alpha, IL-6, IL-17, IL-23), matrix metalloproteinase and tissue inhibitor of metalloproteinase (MMP-12/TIMP-1) and apoptosis related protein (Caspase-3, Caspase-8) the changes of the expression of delaying effect of hydrogen on the development of COPD and its mechanism. Methods: 1 healthy male SD rats (70 160-200g) were randomly divided into 7 groups: control group (Control group), COPD group (COPD group), group Low (low concentration hydrogen Hydrogen group, Hl group), concentration of hydrogen group (Middle Hydrogen group, Hm group), high concentration hydrogen group (High Hydrogen group, Hh group), high concentration oxygen group (Very high Hydrogen and Oxygen groups, Hvh group), oxygen (Oxygen group, O2 group group), The smoke exposure method to establish COPD model. To observe the state of daily life, the rats weight changes, measurements of lung function, right ventricular hypertrophy index, bronchoalveolar lavage fluid (bronchveolar lavage, fluid, BALF) and the total number of white blood cells count. Analysis of histopathologic changes by.2 immunohistochemical detection of TNF- alpha, lung tissue Western and blot IL-6, IL-17, IL-23, MMP-12, TIMP-1, Caspase-3, the expression of caspase-8 protein. Using TNF- alpha, detection of lung tissue Real-Time PCR technology in IL-6, IL-17, IL-23, MMP-12, TIMP-1, Caspase-3, RNA caspase-8 expression of M. Results: there was no difference in body weight of 1 rats each group before smoking rat (P0.05). After smoking, compared with group Control, group COPD rats weight reduction (P0.05), no change in the hydrogen and oxygen group (P0.05 group); compared with group COPD, Hl and body weight of rats in Hh group increased (P0.05), Hm, Hvh and O2 group had no change (P0.05) the hydrogen. 姘旂粍鍙婃哀姘旂粍涔嬮棿鏃犲樊寮,
本文編號:1625781
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