补脾益气中药对哮喘大鼠模型BALF中IL-5 GM-CSF TNF-α和sIL-2R的影响

摘 要：目的：探讨白细胞介素-5（IL-5）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、肿瘤坏死因子（TNF-α）和可溶性白细胞介素-2受体（sIL-2R）在哮喘发病过程中的作用及补脾益气中药（补脾益气中药）对其含量的影响。方法：采用卵蛋白等致敏大鼠哮喘模型，观察支气管肺泡灌洗液（BALF）中IL-5、GM-CSF、TNF-α和sIL-2R含量的变化。结果：与正常组比哮喘组BALF中IL-5、GM-CSF、TNF-α和sIL-2R含量均显著增高，尤其是IL-5增高更显著；相关分析表明GM-CSF和 IL-5、GM-CSF和TNF-α显著相关；补脾益气中药能降低BAFL中这4种细胞因子的含量。 结论：IL-5、GM-CSF、TNF-α和sIL-2R在哮喘大鼠的气道炎症细胞浸润过程中有很重要的作用，它们加速了哮喘非特异性气道炎症的发生和发展。GM-CSF与 IL-5和TNF-α之间存在密切的联系，可能对嗜酸性粒细胞（EOS）的聚集、迁移、活化和黏附有协同作用。补脾益气中药可以通过降低细胞因子水平，改善气道的炎症状况。

关键词：细胞因子；哮喘；动物模型；补脾益气中药

中图分类号：R-33文献标识码：A

文章编号：1673-7717(2008)05-0965-03

Study on Change and Correlation of IL-5 GM-CSF TNF-α and sIL-2R in BALF in Asthmatic Rat and Effect of Their Contents by Add Ingredients Jade Screen Powder

YANG Yueyan1,WEI Qingyu2,YANG Chunshan3,ZHU Xiaoming2,TAN Wen2,WANG Wei2

(1.Liaoning Academy of TCM,Shenyang 110034,Liaoning,China;

2.PLA 202th Hospital of Shenyang Miliataly Pistrict,Shenyang 110003,Liaoning,China;

3.Rheumatology Hospital of Changchun University of Chinese Medicine,Changchun 130117,Jilin,China

)

Abstract:objective:The action and their relationship of interleukin-5(IL-5), granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF),tumor necrosis factor (TN F-α)and soluble interleukin-2 receptor(sIL-2R)during the course of asthma attack is discussed and the effect of their contents by Spleen-Qi Nourishing Chinese Herbal (Add Ingredients Jade Screen Powder). Methods: A sensitized asthmatic rat model is obtained by employing egg albumin to it. The change of the content of IL-5,GM-CSF,TNF-α and sIL-α in broncho-alveolar lavage fluid(BALF) is observed. Results: In contrast to the control group, the content of the asthma group in BALF has a dramatic growth, especially the content of IL-5.Correlation analysis shows that GM-CSF and IL-5,GM-CSF and TNF-are significantly correlated, respectively. Add Ingredients Jade Screen Powder can degrade the contents of four cell factors in BALF. Conclusion:IL-5,GM-CSF,TNF-α and sIL-2R are of great importance during the course of infiltration of the airway inflammation cell of the asthmatic rat. They accelerate the emergence and development of the nonspecific airway inflammation of asthma. There exists close link between IL-5,TNF-α and GM-CSF, and it is expected that this has synergistic action to the aggregation, migration, activation and adherence of the eosinophil (EOS).Add Ingredients Jade Screen Powder can depress the level of cell factor to improve the airway's inflammation state.

Keywords:cellular factor;asthma;animal model;Spleen-Qi Nourishing Chinese Herbal

支气管哮喘（以下简称哮喘）时细胞因子网络失调，可能是其发病的分子生物学基础之一。因此弄清各种细胞因子、炎性递质的功能及其相互关系，是研究哮喘气道炎症机理的重要课题。本研究观察了哮喘大

鼠BALF中IL-5、GM-CSF、TNF-α和sIL-2R含量的变化，目的是探讨这4种细胞因子在哮喘发病中的协同作用，同时观察了中药补脾益气中药对它们的影响，探索中药治疗哮喘的理论基础，提供客观依据。现报道如下。

1 材料及方法

1．1 哮喘大鼠动物模型的复制[3]

雄性Wistar大鼠32只，体重160～250g，随机分成生理盐水对照组（对照组）、哮喘发作组（哮喘组）和补脾益气中药组（中药组）。

在实验的第1天、第3天、第5天大鼠腹腔注射抗原液1mL（含卵蛋白100mg，灭活百日咳杆菌疫苗5×109个，氢氧化铝干粉100mg）致敏；对照组则用等量生理盐水替代抗原液；中药组给予补脾益气中药（黄芪、白术、防风、冬虫夏草等）制成的100%浓度的药液，每日予2mL胃饲。2周后哮喘组超声雾化器向自制体描箱内喷雾1%卵蛋白激发，每天8：00~9：00吸入20min，隔日激发1次，共3次；对照组则用生理盐水代替抗原液以同样方法激发和记录。7天后按设计取材。所有大鼠均经呼吸曲线描记及肺组织病理学检查。

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1.2 实验方法

1.2.1 取材

腹腔注射1.5%戊巴比妥钠（0.3mL/100g）麻醉后，开胸气管插管，用生理盐水10mL注入气管肺组织内，反复抽吸3次，将抽取的肺泡灌洗液（BALF）放入离心管中，1000r/min离心5~10min，取上清液用于检测IL-5、GM-CSF、TNF-α和sIL-2R的含量。

1.2.2 方法及试剂

（1）IL-5的测定：采用酶联免疫检测试剂盒（美国Endoger公司产品），按说明书进行。

（2）GM-CSF的测定：采用酶联免疫检测试剂盒（第四军医大学细胞因子试剂盒），按说明书进行。

（3）sIL-2R的测定：采用酶联免疫检测试剂盒(美国Genzyme公司产品)，按说明书进行。

（4）TNF-α的测定：采用酶联免疫检测试剂盒（军事医学科学院试剂盒），按说明书进行。

1.3 统计学处理

结果以平均值±标准差（±s）表示。两样本均数比较作t检验，各指标间作相关分析。

2 结 果

2.1 哮喘大鼠BALF中细胞计数及分类

2.2 哮喘大鼠BALF中IL-5 GM-CSF TNF-α和sIL-2R的变化

3 讨 论

IL-5为主要由活化的T细胞和肥大细胞产生的一种糖蛋白，在亚剂量的IL-4存在下，对IL-4诱导的IgE合成有显著的协同效应。GM-CSF-酸性糖蛋白造血因子，可单独诱导粒细胞、单核细胞等的增长与终末分化。二者在嗜酸性粒细胞（EOS）的产生、聚积和活化方面有协同作用，尤其是IL-5对EOS有选择性作用。

有T细胞Th2样表型的细胞因子，尤其是IL-5对EOS的迁移和功能有强有力的作用，故提出Th2样T淋巴细胞在哮喘患者中可调节EOS的流入与活化[5]。当给人气道内注射重组的IL-5后，BALF中EOS与嗜酸细胞阳离子蛋白(ECP)水平显著升高，提示IL-5在哮喘发病中占有重要地位。Th2细胞所产生的IL-5能增强EOS对血管内皮细胞的黏附能力，并对EOS具有强烈的趋化性，还可促使EOS分化及释放炎症介质。激活的T淋巴细胞和EOS存在于过敏性或非过敏性哮喘患者，提示T淋巴细胞和EOS的相互制约对不同来源哮喘的发生可能是重要的，在这一过程中IL-5可能起核心介导作用。

有报道表明过敏性鼻炎患者经变应原激发后，BALF中GM-CSF样活性物质水平显著升高，并与BALF液中EOS计数明显相关，进一步研究表明位于哮喘患者非特异性炎症局部的EOS可表达GM-CSFmRNA[4]。研究还表明GM-CSF可延长EOS的寿命并对其有直接激化作用，还可促进EOS表面CD11黏附分子的表达以增强其在炎症局部的募集。还可以增强EOS的细胞毒性及释放毒性嗜酸蛋白能力，并能促进白三烯的合成。

本项研究结果表明，哮喘大鼠BALF中IL-5和GM-CSF的含量显著升高，其中IL-5升高更为显著。证实二者参与了哮喘的发病过程，二者对EOS的作用，更加速了哮喘非特异性气道炎症的发生发展。

IL-2主要由Th1细胞产生，是主要的T细胞生长因子，对EOS也有趋化作用。EOS等淋巴细胞均有不同程度地表达IL-2受体的作用。IL-2生物学功能必须通过细胞上IL-2受体介导。已有实验证明，哮喘病CD+4细胞明显增多，与血清中sIL-2R的升高相一致[6]。可以说CD+4细胞是sIL-2R的主要来源。

TNF-α是一种可由多种特别是由单粒巨噬细胞产生的作用广泛的可溶性细胞因子，能增强呼吸道血管内皮细胞表面黏附分子，如细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)和内皮细胞白细胞黏附分子(ELAM-1)的表达，炎症细胞包括嗜酸细胞黏附于血管内皮细胞，进而从血循环渗入到气道黏膜组织，导致黏附分子表达，引起气道炎症反应。另外近来研究表明TNF-α是哮喘过程中的一个重要的启动因子，是气道强用力的刺激剂，可诱导一系列细胞因子的产生。它可引起IL-8，GM-CSF分泌增加，从而进一步趋化EOS释放白三烯、主碱基蛋白和血小板激活因子(PAF)等，引起上皮脱落等炎性改变。TNF-α刺激平滑肌分泌的ET-1明显增加，从而使自身收缩的反应性增高，即对外界的反应性增高。本项研究表明，哮喘大鼠BALF中sIL-2R水平和TNF-α含量明显升高。相关分析表明GM-CSF 与IL-5和TNF-α显著相关，提示三者之间可能有密切的联系，在哮喘的发病过程中可能对嗜酸性粒细胞（EOS）的聚集、迁移、活化和黏附有协同作用。

补脾益气中药已被证实有明显的免疫调节作用。本项研究表明具有补脾益气作用的中药复方补脾益气中药可以显著降低哮喘大鼠BALF中IL-5、GM-CSF、TNF-α和sIL-2R 的含量，改善气道炎症的状况，为中药治疗哮喘提供客观的依据。

参考文献

［1］ Martin JG，Xu LJ，Toh MY，et al.Leukotrienes in bile during aerie and late airway responses after allergen challenge of sensitized rest［J］.Am Rev Respire Dis，1993，147：104-110．

［2］ Sapience S，Du T,Eidelman H,et al.Structural change in the airway of sensitized Brow Norway rats aftr antigen challenge［J］.Am Rev Respir Dis，1991，144：423-427．

［3］ 吕国平．介绍一种建立大鼠哮喘模型的实验方法［J］．中华结核和呼吸杂志，1995，18（6）：377-388．

［4］ Hayashida K. Molecular cloning of a second subunit of the receptor for human granulocyte-macrophage colo-stimulating factor(GM-CSF):reconstitution of a high-affinity GM-CSF receptor［J］. PNAS, 1990，87:9655．

［5］ 黄传书，金伯泉．IL-3、IL-5和GM-CSF受体研究进展［J］．国外医学•免疫学分册，1995，18（3）：121．

［6］ 钟南山．哮喘发病机制及诊断新进展［J］．中华结核和呼吸杂志，1995（3）：136．

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”

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