基本信息
- 项目名称：
- 青天葵对内毒素致急性肺损伤大鼠肺水通道蛋白1和5表达影响
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 急性肺损伤的发病机制复杂，但目前尚未完全阐明。内毒素性急性肺损伤的病理特征为通透性肺水肿，此前较多认为急性肺损伤所致的肺水肿是肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞屏障的通透性增高所致，而对肺水通道蛋白（AQPs）的作用认识不足，AQPs对肺水肿的形成和消除具有重要意义。 青天葵清热解毒，散淤消肿，对ALI具有保护作用，在此基础上，我们首次探讨单味中药青天葵对急性肺损伤AQPs-1和5表达的影响并阐述其作用机制。 实验结果表明，青天葵预先给药能减轻内毒素致大鼠急性肺损伤，其保护机理与青天葵通过促进肺AQP-1和AQP-5的蛋白表达水平上调，增加肺泡水清除率和转运肺内液体，调节水平衡有关。
- 详细介绍：
- ALI的发病机制与炎症介质、蛋白表达和酶的活性有关，但目前尚未完全阐明。通透性肺水肿是内毒素性ALI的主要病理特征，此前较多认为发生通透性肺水肿主要是肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞屏障的通透性增高所致，定位于对炎症介质及细胞因子的研究，而对肺水通道蛋白的作用认识不足。AQPs具有增加细胞膜水通透力，快速转运液体的功能，AQP1主要参与肺间质内液体的转运发挥作用，AQP-5作用主要是清除肺泡腔内水份。在AQPs清除和转运肺水的过程中，AQP-1和AQP-5起主要作用，对肺水肿的形成和消除具有重要意义。 ALI是临床较常见的危重病，西医主要依赖于支持性治疗，缺乏常规、疗效明确药物治疗，中医药治疗ALI有一定优势。青天葵清热解毒，散淤消肿，药用价值高，在研究发现青天葵对ALI具有保护作用，可阻抑炎症反应，减少肺水含量的基础上，本研究拟通过观察肺组织病理及肺湿/干重比值综合评价ALI模型，在保证成功造模的前提下，采用免疫组化及PCR的方法首次探讨单味中药青天葵预先给药对急性肺损伤肺水通道蛋白1和5表达的影响，以明确青天葵对ALI的治疗作用及阐述其作用机理。 实验结果表明，青天葵预先给药能有效改善肺水肿状态，减轻内毒素致急性肺损伤，其保护机理与青天葵通过促进肺AQP-1和AQP-5的蛋白表达水平上调，增加肺泡水清除率和转运肺内液体，调节水平衡有关。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：通过内毒素诱导的ALI模型，观察青天葵预先给药对AQPs-1和5表达的影响，从调节水蛋白通道方面阐明其作用机制。 基本思路：通透性肺水肿作为ALI的病理特征，其肺水肿的程度与ALI的预后呈正相关，AQPs对肺水肿的形成和消除意义重大。青天葵对ALI有保护作用，本研究拟通过建立稳定的ALI模型，采用免疫组化及PCR的方法探讨青天葵对ALI肺水通道蛋白1和5的调节效应及其作用机制。
科学性、先进性及独特之处
- 1.内毒素致ALI的模型稳定，综合评价肺病理及肺水含量能保证造模成功。 2.ALI病理机制复杂，此前研究对AQPs的作用认识不足。本课题打破常规，从调节AQPs的角度进行研究。 3.西医缺乏治疗ALI的有效药物，中医药治疗有优势。 4.单味青天葵研究ALI，可避免中药复方制剂作用靶点分散，机制不透彻等问题。 5．青天葵的药用价值高，文献报道少。本研究首次探讨青天葵对AQPs的调节效应。
应用价值和现实意义
- 中医药治疗ALI疗效明确，对其机制的研究，可为治疗ALI的临床应用提供更全面的实验基础；其次，筛选疗效较明确的单药，是当前研究的热点，寻找新的、安全有效的治疗ALI的药物具有重要的经济和社会意义。 青天葵临床应用广泛，目前相关文献报道少，尤其是青天葵对ALI的治疗作用及机制方面。本研究在早期发现其治疗ALI疗效确切的基础上，探讨其作用机制，有助于指导临床用药，充分发挥青天葵药用价值。
学术论文摘要
- 目的:通过观察青天葵预先给药对内毒素致急性肺损伤(ALI)大鼠肺水通道蛋白-1和5(AQP-1、AQP-5)表达的影响，探讨其保护作用机制。方法：SD大鼠24只随机分为正常组（A组）、青天葵预保护组（B组）、内毒素模型组（C组），每组各8只。采用舌底静脉注射内毒素（5mg/kg），复制急性肺损伤模型，青天葵组预先给药处理，造模8h后HE染色观察肺组织病理学的改变，检测肺湿／干重比(W／D)观察肺脏水通透性的变化，免疫组化法及RT-PCR法分析肺组织AQP-1、AQP-5表达的变化。结果：与内毒素模型组相比，青天葵预保护组及正常组肺湿／干重比值明显降低(P<0.05)，青天葵预保护组的肺水肿病理改变明显减轻，青天葵预保护组AQP-1、AQP-5的蛋白表达水平升高(P<0.05)。结论：青天葵预先给药可能通过促进ALI大鼠肺AQP-1和AQP-5的表达上调，增加清除和转运肺水，改善水液代谢，减轻肺水肿状态，从而有效保护急性肺损伤。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]李波. 水通道蛋白1、3、4、5在内毒素性急性肺损伤小鼠肺组织中的表达[J].第二军医大学学报，2008，29（2）：131-133 [2]谢友良. 青天葵对ALI大鼠的保护作用. 第三届世界中西医结合大会论文摘要集，2007年9月：694 [3]Holub M,Lawrence DA.Influence pf endotoxin-induced acute lung injury on pulmonary innate and adaptive immunity.APMIS,2003,111(5):571-80 [4]Yang KY,Arcaroli JJ,Abraham E.Early alterations in neutrophil activation are associated with outcome in acute lung injury.Am J Respir Crit Care Med,2003,167(11):1567-74 [5]Ackland G L．Negative pressure pulmonary edema as an unsuspected imitator of acute lung injury/ARDS[J]．Chest，2005，127：1867-1868 [6]Guidot DM．Integrating acute lung injury and regulation of alveolar fluid clearance[J]．Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2006，291(3)：301-306 [7]H Takano．Protective role of metallothionein in acute lung injury induced by bacterial endotoxin．Thorax，2004，59：1057-1062 [8]胡琼. 水蛋白通道与肺水肿. 临床军医杂志[J]，2007，35（6）：733 [9]杨书英. 急性肺损伤的药物治疗研究进展[J]. 中国现代医生，2007，45（17）：156-157 [10]黄松. 青天葵的药学研究概况[J]. 时珍国医国药.2007，18（10）：2453-2454
同类课题研究水平概述
- ALI是临床危重病症，内毒素是常见致病因素，肺毛细血管内皮细胞损伤和细胞屏障破坏导致通透性肺水肿是其主要的病理特征。 水通道蛋白是与水通透性有关的细胞膜转运蛋白，它的发现揭示了水跨膜转运调节的机制，扩展了人们对水平衡调节的认识。 目前在肺脏表达定位比较明确的是AQP-1、3、4、5。肺水转运，AQP-1和5起主要作用。例如李波等利用内毒素诱导小鼠ALI，采用PCR、免疫组化和Western印迹法观察，认为AQP-1和5在调节肺内液体平衡中起到明显作用，而AQP-3和4不参与肺水肿的形成。AQPs在ALI中作用的研究目前主要集中在AQP-1和5。 肺水肿以肺泡和肺间质内液体积聚为特点，发生时必然伴有水液的清除跟转运紊乱，水通道蛋白调节功能的改变。例如Towne J E发现ALI时，AQP-1和5的表达下降减少了肺水肿时机体清除过多水肿液的能力，从而加重肺泡和间质水肿。 AQPs可选择性地通透水分子，介导水分子跨膜转运，调节肺水平衡。发生ALI时，AQPs表达或功能的下降，导致水液代谢平衡失调，产生肺水肿。 ALI的病死率高。目前，西医主要是依赖于支持性治疗；由于ALI急性起病，病情进展迅速的特点，药物研究集中于对ALI的预防及早期治疗，糖皮质激素、白三烯制剂等也有一定的治疗作用，但均存在局限性，疗效不满意的现象。目前西医尚缺乏治疗ALI常规的、疗效明确药物。 中医认为ALI的病机关键在于邪毒内侵，伤及内脏，气血运行受阻，气机逆乱，脉络瘀滞，治宜清热解毒、活血化瘀、通里攻下为主。研究表明，大黄通过抑制细胞因子的产生和释放，减轻ALI的炎症反应；大承气汤、血必净等中药复方在ALI的防治研究中也取得了一定的成果。 但由于ALI病理机制的复杂性，此前多认为ALI发生通透性肺水肿主要是由于血管内皮细胞受损所致，上述的西药及中医药研究集中在观察药物对炎症反应的阻抑效应，而对肺水通道蛋白在ALI过程中所发挥的调节水平衡的作用不够重视，从肺水通道蛋白的调节作用进行相关药理实验的研究报道较少。 青天葵清热解毒，散淤消肿，在立足于早期发现青天葵对ALI有保护作用的前提下，采用免疫组化及PCR的方法观察单药青天葵对ALI肺水通道蛋白1和5表达的调节效应，阐述其治疗作用及其机理，有助于为临床治疗ALI提供新途径，充分发挥青天葵的药用价值。
