血清脂联素在肥胖哮喘小鼠体内的变化及其作用

兰淑娟1满国玉2李永春1苏毅1

兰淑娟1满国玉2李永春1苏毅1

【摘要】目的:检测肥胖哮喘小鼠血清脂联素水平，探讨肥胖对哮喘慢性气道炎症和气道重塑的影响及其机制。方法:45只雌性C57/6J小鼠随机分为对照组（C组）、单纯肥胖组（B组）、肥胖哮喘组（A组）。统计各组小鼠体重、支气管肺泡灌洗液（BALF）中细胞总数及分类、肺组织病理切片观察气道重塑程度及ELISA法测定血清脂联素的水平。结果:A组小鼠BALF中白细胞总数及嗜酸性粒细胞比例较B组、C组明显增高（P<0.05）；小鼠血清脂联素水平按C组、B组、A组顺序依次降低（P<0.05）。Pearson相关分析表明,小鼠气道管壁厚度(WAt/Pbm)、平滑肌厚度(WAm/Pbm)与脂联素水平呈负相关（P<0.05）。结论:肥胖加重了哮喘小鼠气道炎症与气道重塑，脂联素水平失衡可能是其加重的重要因素。

【关键词】哮喘；肥胖；脂联素

Theeffectofserumadiponectininobesityasthmamice

ShujuanLanGuoyuManYongchunLiWeiHan

【Abstract】ObjectiveToinvestigatetheserumadiponectininobeseasthmaticmouses,andevaluatetheeffectsofobesityontheairwayinflammationandremodelingofchronicasthma.MathodsForty-fivefemaleC57BL/6Jmicewererandomlypidedintoobeseasthmagroup(Agroup).obesitygroup(Bgroup)andnormalcontrolgroup(Cgroup),ThecellsinBALFcountedandclassifiedafterstaining,thepathologicalchangesoflungsandtheserumadiponectinandleptindetectedbyELISAwerecomparedbetween4groups.ResultsTheBALFcellsinAgrouparemuchhigherthanthatinCgroupandBgroup(P<0.05).SerumadiponectinwasdecreasedintheturnofCgroup,BgroupandAgroup(P<0.05).Pearsoncorrelationanalysisshowedthattheairwaywall(WAt/Pbm)orsmoothmusle(WAm/Pbm)wereinnegativecorrelationwithadiponectin(P<0.05).ConclusionsObeseincreasedtheairwayinflammationandremodelingofchronicasthma,theinbalanceofleptinandadiponectinlevelsmaybeanimportantfactor.

【Keywords】Asthma；obesity；adiponectin

【中图分类号】R372【文献标识码】B【文章编号】1005-0515(2011)08-0004-03

肥胖已成为支气管哮喘独立的危险因素，肥胖和超重可增加哮喘发生的危险性，其在哮喘的发生、发展中的作用日益被人们所关注。肥胖和哮喘之间关联的基础可能与慢性全身性炎症以及能量调节激素等有关［1］。瘦素（leptin）和脂联素（adiponectin）是脂肪细胞分泌诸多细胞因子中最主要的两个脂肪因子。本研究在营养性肥胖哮喘小鼠模型上，通过检测小鼠体内血清脂联素水平，探讨其在哮喘和肥胖哮喘体内变化及其对气道炎症及气道重塑的作用。

1材料与方法

1.1材料:3-4周龄C57/6J雌性健康小鼠45只，体重8-10g，清洁级，购自中国军事医学科学院实验动物中心；卵白蛋白干粉（ovalbumin，OVA，GradeV）购自美国SIGMA公司；佐剂液态铝［ImjectAlum(AI(OH)3/Mg(OH)2］购自美国PIERCE公司；胆固醇购自上海生物工程技术有限公司；脂联素ELISA检测试剂盒购自美国R&D公司。

1.2动物模型建立:45只C57/6J小鼠实验前饲养一周后随机分为4组，每组15只：A组：肥胖哮喘组，高脂饲料+OVA致敏激发；B组：肥胖组，高脂饲料+生理盐水致敏激发；C组：对照组，普通饲料+生理盐水致敏激发。具体方法如下：

1.2.1建立饮食诱导的肥胖（DIO）小鼠模型：高脂饲料(标准基础饲料+10%猪大油+2%胆固醇)，连续喂养12周，每周测体重。以体质量较普通饲料喂养平均体质量高20%以上为肥胖标准。

1.2.2建立慢性哮喘模型：慢性哮喘模型参照韩伟［2］等方法制作。哮喘组小鼠于第15、29天腹腔注射OVA致敏液0.2ml（质量分数为0.08%的OVA0.1ml和等体积液态铝混合），第36天第84天将小鼠置于密闭容器(20cm×30cm×30cm)中，以1%OVA雾化液雾化30min，其中第36天第43天每日雾化，第43天第84天为隔日雾化。

1.3标本取材:末次激发后48h内，以10%水合氯醛腹腔注射麻醉小鼠，称重，眼球取血，离心分离血清，-20℃保存；打开胸腔，分离肺脏，手术线结扎右肺门，以静脉留置针于环状软骨下做气管插管并固定，用PBS液0.4ml液缓慢注入灌洗左肺，保留片刻后回收，反复灌洗3次，收集BALF约1ml，于结扎远端断开，取出右肺组织置于10%中性福尔马林液中固定。

1.4肺组织病理及图像分析:常规石蜡包埋切片，行苏木精-伊红（HE），观察肺组织形态、气道上皮损伤情况，气管及血管周围炎性细胞浸润情况。每张HE染色切片在显微镜下放大200倍，随机选取横断面较圆、直径100-200μm完整支气管横截面1个，采用AxioVision3.1图像分析系统进行分析，测定管腔基底膜周长（Pbm）、气管壁总面积（WAt）和气道平滑肌面积（WAm），用Pbm进行标准化，结果以气管壁厚度(WAt/Pbm)、气道平滑肌厚度(WAm/Pbm)表示。

1.5ELISA:法检测血清中脂联素水平:按照试剂说明书，采用双抗体夹心免疫分析法测定血清脂联素水平。

1.6统计学处理::实验数据采用SPSS11.5统计分析软件分析，数据均以X±S表示。多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用q检验，研究结果相关性采用Pearson相关性分析。P<0.05时认为差异有统计学意义，P<0.01时认为差异有显著统计学意义。

2结果

2.1体质量:试验开始第一天，A、B、C各组小鼠体质量分别为(11.99±0.72)、(11.90±0.69)、(11.93±0.73)g，各组间差异无统计学意义（P>0.05）。12周后，A组(26.66±0.71)g和B组(26.40±0.61)g小鼠体质量明显高于C组(21.03±0.80)，差异有显著统计学意义(P<0.01)。

2.2一般情况观察:A组所有小鼠在OVA激发过程中过程中出现呼吸急促、弓背直立、前肢缩抬等表现，另外出现饮水增多、排便增加。而C组和B组小鼠呼吸平稳，行为和饮食均未见异常。实验结束前两组小鼠均无死亡。

2.3BALF细胞总数及炎性细胞分类:A组BALF中白细胞总数、嗜酸性粒细胞比例明显高于C组、B组，差异有统计学意义(P<0.05)；A组明显高于SA组(P<0.05)。A组和B组中性粒细胞数明显高于C组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

注：*与C组比较P<0.05；#B组比较bP<0.05。2.4小鼠气道病理改变:A组小鼠气道粘膜明显水肿明显，支气管上皮细胞肿胀、脱落，杯状细胞增生，管壁增厚，支气管腔狭窄，平滑肌及基底膜增厚，气道及周围血管周围有大量淋巴细胞、嗜酸性粒细胞等炎症细胞浸润，部分肺泡间隔融合形成肺气肿。WAt/Pbm、WAm/Pbm明显高于B、C组，差异有统计学意义（P<0.05）。见图1，表2。

注：*与C组比较P<0.05；#B组比较bP<0.05。

2.5血清脂联素水平:A、B组血清脂联素水平均较C组明显下降，且A组低于B组，差异均有统计学意义(P均<0.05)。小鼠管壁厚度(WAt/Pbm)、平滑肌厚度(WAm/Pbm)与血清脂联素水平呈负相关(r值分别为-0.636，-0.533，P<0.05)。（图2）

3讨论

研究表明,肥胖是一种长期低度炎症反应的状态［3］,脂肪组织不仅是机体内唯一能大量储存能量的器官，而且具有活跃的自分泌和旁分泌功能，脂肪因子参与维持机体能量代谢平衡，同时影响着免疫系统，并在哮喘等多种炎症性疾病中发挥重要作用［4］。为了阐明肥胖在哮喘的发生、发展中的作用及其中机制，我们建立饮食诱导的肥胖哮喘模型，检测血清中瘦素和脂联素水平，以研究肥胖在哮喘气道炎症和气道重塑的作用。

气道炎症和气道重塑是支气管哮喘的两个主要病理生理特征，二者相互依存、相互促进，共同导致哮喘发生、症状持续和病情进展。实验过程中，哮喘组小鼠雾化吸入OVA后出现典型的气道炎症和气道重塑表现。肥胖哮喘组小鼠气道炎症反应、气道壁结构改变较哮喘组明显加重，提示肥胖加重了哮喘小鼠的气道炎症和气道重塑［5］。

瘦素和脂联素是重要的两个脂肪细胞因子，二者在肥胖形成中发挥重要作用的同时，还可促进炎症反应。以往研究发现，瘦素促进成纤维细胞在气道黏膜下增殖和聚积，使气道壁增厚、管腔狭窄,而且成纤维细胞产生的胶原纤维、弹性纤维和网状纤维等沉积于基底膜，限制管腔扩张，增强气道高反应性等多种方式加重哮喘的症状［6，7］。但有关脂联素与哮喘的关系研究较少。与瘦素相反，脂联素是目前发现具有保护性的脂肪细胞激素，对免疫炎症起负调控作用。过敏原诱发致敏小鼠的血清脂联素浓度降低。脂联素通过抑制成熟巨噬细胞的功能对抗急性炎症反应，通过抑制粒细胞、单核细胞系生长而在慢性炎症中起负调控作用［8］。它可抑制血管平滑肌细胞的增殖、迁移，降低血管细胞粘附分子VCAM-1和A类清道夫受体的表达［9］。给予小鼠外源性脂联素可明显减轻和抑制过敏原引起的气道高反应性和呼吸道炎症［10］。本研究结果显示，肥胖组小鼠血清脂联素水平明显减少，与对照组有显著差异（P<0.05），而肥胖哮喘组小鼠血清脂联素水平较肥胖组进一步降低（P<0.05）；且Pearson相关性分析示小鼠管壁厚度(WAt/Pbm)、平滑肌厚度(WAm/Pbm)与血清脂联素水平呈负相关，说明脂联素和瘦素在OVA诱发的哮喘中发挥了一定作用，二者水平的失衡可加重哮喘气道炎症反应，推动了哮喘气道重塑过程，从而影响哮喘的严重程度。

然而，由于肥胖和哮喘都是在多基因和环境的复杂作用下发生的异质性疾病，小鼠模型与人类不同，还有待继续深入的研究，在此领域为哮喘的防治寻找新的治疗靶点，为预防和诊治肥胖型哮喘提供理论依据。

参考文献

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作者单位：266000青岛平度市中医院1

266000青岛市第九人民医院2