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柴桂沙麦汤对肺阳虚小鼠炎症细胞因子和脾脏T淋巴细胞亚群的影响*

2022-11-08郭泽乐何丽清储开博尹炼

中医药导报 2022年5期
关键词:脾脏阳虚百分比

郭泽乐,何丽清,储开博,尹炼

(山西中医药大学,山西 晋中 030619)

肺阳虚证是指肺脏阳气不足,温煦失职引起机体功能衰退及一系列临床表现的概称,多见于外感及其他内伤杂病后期[1]。究其成因,多责之于外感寒邪,内伤生冷或久居阴寒之地。以往研究表明[2],肺阳虚证会使机体免疫能力下降,增加机体感染的风险。目前西医多采用抗炎抗病毒联合抗生素进行治疗[3],但该治疗手段所采用药物多属寒凉之品,在治疗的同时也可能造成严重的副作用,不仅肺脏本体受损,更牵连到其他脏器,加重对机体的损害。中医药在治疗肺阳虚证方面具有较好疗效,在提高机体免疫力的同时能预防其他感染,能够安全、高效地治疗呼吸系统疾病[4]。柴胡桂枝汤是《伤寒论》中的经典名方,具有外散风寒、通调三焦气机之功效。方中桂枝、生姜清太阳表寒,柴胡、黄芩通畅气机,人参、炙甘草、大枣益气健脾。肺为娇脏,不耐寒燥,因此在选方治疗方面,应着重考虑肺的功能属性。柴桂沙麦汤是在柴胡桂枝汤的基础上加沙参、麦冬而成,全方温散但不伤正气,升阳但无燥热之弊。前期临床观察发现该方治疗肺阳虚疾病具有很好的疗效[5],但是目前对于柴桂沙麦汤的免疫作用机制未深入了解。因此,本实验拟探讨柴桂沙麦汤对肺阳虚小鼠血清炎症细胞因子和T淋巴细胞亚群水平的影响,研究柴桂沙麦汤可能的免疫作用机制,为临床治疗提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 8周龄SPF级Bal b/c小鼠60只,雌雄各半,体质量18~22 g,购于北京维通利华实验动物技术有限公司,动物生产许可证号:SCXK(京)2016-0006。本实验小鼠饲养于山西中医药大学科研楼动物实验中心动物房,饲养条件为室内温度22~26 ℃,湿度40%~60%,自然光照,自由饮食,饲养条件符合《实验动物管理条件》要求,适应性喂养1周后开始实验。本实验研究方案获得山西中医药大学医学伦理委员会批准,批准编号:2020DW068。

1.2 药物与试剂 柴桂沙麦汤(方药组成:桂枝6 g,柴胡9 g,黄芩6 g,人参5 g,半夏6 g,白芍3 g,炙甘草3 g,大枣3 g,生姜3 g,麦冬5 g,沙参5 g)由山西中医药大学国医堂药房提供。APC Anti-mouse CD3 [17A2](批号:20200311)、FITC Anti-mouse CD4[GK1.5](批号:20201215)、PerCP-Cyanine5.5 Anti-mouse CD8a[53-6.7](批号:20200607)均购自Tonbo Biosciences公司;小鼠白细胞介素-2(IL-2)ELISA检测试剂盒(批号:20210319)、小鼠白细胞介素-6(IL-6)ELISA检测试剂盒(批号:20210117)、小鼠TNF-α ELISA检测试剂盒(批号:20210216)均购自上海江莱生物科技有限公司。

1.3 主要仪器 BSM120.4电子分析天平(上海卓精公司);Infinite F50酶标分析仪(瑞士帝肯公司);FACS Calibur流式细胞仪(美国BD公司);HW-1500A切片机(德国LEICA公司);DHG干燥箱(上海一恒公司);TG16-W离心机(湖南湘仪公司)。

1.4 造模与分组 60只Bal b/c小鼠适应性喂养1周后,采用完全随机分组法分为空白组、模型组、柴桂沙麦汤低剂量组、柴桂沙麦汤中剂量组、柴桂沙麦汤高剂量组,每组12只。除空白组外,其余各组复制肺阳虚小鼠模型[6]。提前用冰块制造0~4 ℃低温环境,小鼠每日在此环境中冰冻1 h,结束后对小鼠实施冰水力竭游泳,此过程持续30 d。造模期间各组小鼠给予8%低蛋白饲料喂养,除空白组以外,其他各组小鼠给予冰水灌胃,2次/d,0.2 mL/次。若小鼠出现体质量下降、行动迟缓、拱背、反应力下降、爱扎堆、食欲不振并伴随咳嗽、打喷嚏等情况,说明造模成功。

1.5 实验给药 柴桂沙麦汤低、中、高剂量组给药浓度按照《药理实验方法学》[7]中人和动物间体表面积折算的等效剂量比计算,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组的药物剂量分别为2.7、5.4、10.8 g/(kg·d)。造模成功后,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠分别灌胃给予不同剂量的柴桂沙麦汤。空白组和模型组小鼠给予等体积生理盐水[6],1次/d,连续30 d。

1.6 观察指标

1.6.1 小鼠体质量、脾脏指数和胸腺指数[8]分别于第1、15、30天给药前(禁食不禁水)测量小鼠体质量;第31天脱颈椎处死小鼠,用75%酒精对小鼠表皮进行消毒处理,在无菌环境下取出小鼠脾脏和胸腺,用生理盐水冲洗器官表面残血并用滤纸清理器官表面多余的水分,称取器官湿质量,并按照公式分别计算脾脏指数和胸腺指数。脾脏(胸腺)指数=脾脏(胸腺)质量/体质量×10。

1.6.2 小鼠外周血清IL-2、IL-6和TNF-α水平 小鼠行眼球采血,室温条件下静置4 h,以4 000 r/min离心20 min,取上层血清,并按照ELISA试剂盒说明书进行操作,上机检测血清IL-2、IL-6和TNF-α水平。

1.6.3 小鼠脾脏T淋巴细胞亚群 无菌条件取出脾脏,用PBS冲洗表面血污,将小鼠脾脏移入培养皿中,用5 mL注射器针栓研磨,200目过滤网过滤,制成脾脏淋巴细胞悬液,定容至5 mL,混匀收集。在1 000 r/min的条件下离心8 min,弃上清液,加入红细胞裂解液,室温条件下静置5 min后,以1 000 r/min的条件离心8 min,弃上清液,加入5 mL PBS重悬混匀,同等条件下离心8 min,弃上清液,调整细胞浓度并用PBS清洗后定容至100μL,同时加入CD3、CD4、CD8三种抗体各1μL,避光染色20 min后加入500 μL PBS终止反应,以1 000 r/min的条件离心8 min,弃上清液,之后再加入500 μL PBS,以相同的条件离心后弃上清液,PBS定容至500 μL混匀上机检测。实验中所有样本均制备阴性样本。

1.6.4 小鼠肺组织形态学观察 处死小鼠后,在无菌环境下取出小鼠肺组织,用生理盐水冲洗表面血污,用滤纸擦干表面水分,在4%多聚甲醛中固定,石蜡包埋并切片,HE染色后镜下观察。

1.7 统计学方法 采用SPSS 26.0统计软件进行分析。计量资料以“均数±标准差”()表示,首先对数据进行正态性检验和方差齐性检验,多组间比较采用单因素方差分析,重复测量数据采用重复测量方差分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组小鼠体质量比较 由于造模影响,各组小鼠体质量整体比较,差异有统计学意义(P<0.05),存在分组效应,与空白组比较,模型组和柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠体质量均明显降低(P<0.05)。给药第15、30天,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠体质量均明显高于模型组(P<0.05)。所有小鼠不同时间点体质量比较,差异有统计学意义(P<0.05),即存在时间效应,空白组和柴桂沙麦汤低、中、高剂量组均如此,存在时间效应;时间因素与组别因素存在交互效应,差异有统计学意义(P<0.05)。(见表1、图1)

表1 各组小鼠体质量比较()

表1 各组小鼠体质量比较()

注:F时间主效应=100.476,P时间主效应=0.000;F分组主效应=85.889,P分组主效应=0.000;F交互效应=15.204,P交互效应=0.000;与空白组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05

2.2 各组小鼠脾脏指数、胸腺指数比较 与空白组比较,模型组小鼠脾脏指数和胸腺指数均明显降低(P<0.05);与模型组比较,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠脾脏指数和胸腺指数均明显升高(P<0.05);柴桂沙麦汤低、中、高剂量组间小鼠脾脏指数比较,差异无统计学意义(P>0.05);柴桂沙麦汤高剂量组小鼠胸腺指数高于柴桂沙麦汤低剂量组(P<0.05)。(见表2)

表2 各组小鼠脾脏指数、胸腺指数比较()

表2 各组小鼠脾脏指数、胸腺指数比较()

注:与空白组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05;与柴桂沙麦汤低剂量组比较,cP<0.05

2.3 各组小鼠外周血清IL-2、IL-6和TNF-α水平含量比较 与空白组比较,模型组小鼠血清IL-2水平明显降低(P<0.05),IL-6、TNF-α水平均明显升高(P<0.05);与模型组比较,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠血清IL-2水平明显升高(P<0.05),IL-6、TNF-α水平均明显降低(P<0.05),且柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠血清IL-2和IL-6水平呈剂量依赖性,差异均有统计学意义(P<0.05);柴桂沙麦汤中剂量组小鼠血清TNF-α水平低于柴桂沙麦汤低剂量组(P<0.05);柴桂沙麦汤高剂量组小鼠血清TNF-α水平与柴桂沙麦汤中剂量组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。(见表3)

表3 各组小鼠外周血清IL-2、IL-6、TNF-α 水平比较()

表3 各组小鼠外周血清IL-2、IL-6、TNF-α 水平比较()

注:与空白组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05;与柴桂沙麦汤低剂量组比较,cP<0.05;与柴桂沙麦汤中剂量组比较,dP<0.05

2.4 各组小鼠脾脏CD3+、CD4+、CD8+T淋巴细胞百分比及CD4+/CD8+比值比较 与空白组比较,模型组小鼠CD3+T淋巴细胞百分比明显降低(P<0.05);与模型组比较,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠CD3+T淋巴细胞百分比均明显升高(P<0.05),其中以柴桂沙麦汤高剂量组升高最为明显,柴桂沙麦汤低、中剂量组之间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。(见表4、图2)

与空白组比较,模型组小鼠CD4+T淋巴细胞百分比和CD4+/CD8+比值均明显降低(P<0.05),CD8+T淋巴细胞百分比明显升高(P<0.05);与模型组比较,柴桂沙麦汤中、高剂量组小鼠CD4+T淋巴细胞百分比明显升高(P<0.05),CD8+T淋巴细胞百分比明显降低(P<0.05),CD4+/CD8+比值明显升高(P<0.05),其中以柴桂沙麦汤高剂量组最为明显。柴桂沙麦汤低剂量组小鼠CD4+T淋巴细胞百分比、CD8+T淋巴细胞百分比、CD4+/CD8+比值与模型组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。(见表4、图3)

表4 各组小鼠脾脏CD3+T 淋巴细胞百分比比较()

表4 各组小鼠脾脏CD3+T 淋巴细胞百分比比较()

注:与空白组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05;与柴桂沙麦汤低剂量组比较,cP<0.05;与柴桂沙麦汤中剂量组比较,dP<0.05

表5 各组小鼠脾脏CD4+、CD8+T 淋巴细胞百分比及CD4+/CD8+比值比较()

表5 各组小鼠脾脏CD4+、CD8+T 淋巴细胞百分比及CD4+/CD8+比值比较()

注:与空白组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05;与柴桂沙麦汤低剂量组比较,cP<0.05;与柴桂沙麦汤中剂量组比较,dP<0.05

2.5 各组小鼠肺组织病理形态比较 空白组小鼠肺组织无明显异样,肺泡及终末支气管上皮细胞结构完整排列整齐,无明显炎症细胞浸润。模型组小鼠肺泡出现明显炎症细胞浸润,肺泡组织结构破坏,间隔缩小。柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠肺组织结构明显好转;柴桂沙麦汤低剂量组小鼠肺泡腔塌陷好转,腔隙内炎症细胞浸润减少。柴桂沙麦汤中剂量组小鼠肺泡腔进一步好转,腔内间隙明显增宽;柴桂沙麦汤高剂量组小鼠肺组织改善最为明显,但未恢复至空白组水平。(见图4)

3 讨 论

肺阳虚证先贤多有论述,从《难经·四十九难》中提到的“形寒饮冷则伤肺”和《黄帝内经》中提到的“重寒伤肺”及《金匮要略》中记载的“肺中冷”可以看出,本证成因系外伤风寒,肺先受病,内伤饮冷,脾阳不振,母病及子,致内外皆伤[9]。因此,本实验以此为理论基础,并且根据相关经验[10-11]采用每日冰冻1 h模拟外邪犯肺,每日冰水力竭游泳模拟形寒劳倦,每日冰水灌胃以及低蛋白饮食模拟内饮生冷,阳气不振,采用多种因素方法复制肺阳虚小鼠模型。结果显示,小鼠行动能力变差,喜扎堆,钻于垫料中,大便稀软,体质量明显降低,表明小鼠肺阳虚模型复制成功。外感寒邪,肺卫失固,因此出现恶寒等阳虚的表现;肺受寒则气化不行,水液不布,脾阳不振,故大便溏。灌胃柴桂沙麦汤后,小鼠体质量逐渐恢复,精神状态好转,咳嗽、打喷嚏次数减少,行动能力改善,大便性状改善。说明柴桂沙麦汤能改善小鼠肺阳虚症状。

相关研究表明,阳虚证候会引起机体免疫功能减退[12]。本实验中模型组小鼠脾脏CD3+、CD4+T淋巴细胞百分比和CD4+/CD8+比值明显降低,CD8+T淋巴细胞百分比水平升高,IL-2细胞因子降低,这表明肺阳虚证会使机体免疫能力减退。柴胡桂枝汤由小柴胡汤、桂枝汤二方合成。根据相关报道[13-14],临床上依据肺阳虚患者外感风寒,营卫失和,内伤饮冷,伤正日久,邪气内陷,阳气亏虚的病机,选用柴胡桂枝汤治疗肺阳虚患者具有较好疗效。方中桂枝汤可以外散风寒,调和营卫,而小柴胡汤主要和解半表半里之邪,固护正气,待大气一转,则机体阳气升发,温煦功能自然恢复。中国北方地区冬季多寒冷而干燥,饮食习惯多为膏粱厚味,容易形成虚实夹杂、寒热错杂之证,因此,本课题组将柴胡桂枝汤化裁,加入沙参和麦冬,改良成为柴桂沙麦汤[5]。柴桂沙麦汤以桂枝为君药,发表散寒,辛温通阳;人参、生姜、半夏为臣药,益气健脾,温肺化痰,同时可助桂枝祛邪透表;方以柴胡、黄芩为佐药,两药相合调理三焦气机,肺胃得安;然肺为娇脏,肺阳虚一证中以正气亏虚为主,但若纯用辛温发散之品,恐温燥伤肺,暗耗阴津,因而勤求古训,“善补阳者,阴中求阳”,故于本方中加入甘凉清润之沙参、麦冬与白芍,以上润肺体,下滋肾阴。另以炙甘草为使,益气和胃,配伍桂枝、生姜辛温化阳,助解表散寒,配伍白芍、沙参和麦冬,以酸甘坚阴,同时可以制约桂枝、半夏之温燥。全方配伍得当,调畅营卫与三焦,同时散寒升阳但无温燥之弊,可做到标本兼顾。

现代医学认为,脾脏和胸腺是重要的免疫器官,是衡量机体免疫能力的重要指标[15]。本实验结果显示,模型组小鼠脾脏、胸腺指数明显低于空白组,可能由于外寒内饮的刺激,导致模型组小鼠免疫器官指数下降。柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠免疫器官指数明显高于模型组,可能为方中人参、炙甘草等药联合作用的结果。同时,柴桂沙麦汤可以增加肺阳虚小鼠的体质量。MOSMANN T R等[16]将Th细胞分为Th1和Th2两种功能不同的细胞因子亚群,IL-2、TNF-α主要由Th1细胞分泌,参与细胞免疫。IL-6主要由Th2细胞分泌,参与体液免疫。IL-2可促进淋巴细胞增殖、分化、生长,诱导免疫细胞分泌细胞因子发挥免疫效应,对机体抗病毒感染和增强免疫应答有重要作用,因此,IL-2水平是反映机体细胞免疫的重要标志。IL-6是一种作用广泛的细胞因子,具有抗感染、调节免疫应答的作用,当单核巨噬细胞受到病毒的刺激时会产生大量的IL-6。同时,IL-6是机体炎症反应最先出现的细胞因子,对于判断急性炎症具有重要作用。TNF-α主要是由单核巨噬细胞产生的内源性细胞因子。研究表明,少量的TNF-α具有抗炎属性,可抑制机体炎症反应和杀灭癌细胞,但是大量的TNF-α则变成促炎因子,会促进T细胞产生各种炎症因子,进而诱发炎症反应,引起机体器官组织的坏死[17-19]。IL-2可以反映机体免疫功能,IL-6和TNF-α都属于促炎因子。当肺阳虚患者机体免疫能力降低时,易诱发炎症反应,因此检测炎症细胞因子的表达,对于疾病的诊疗有着至关重要的作用。本研究发现,柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠血清IL-2水平明显高于模型组,IL-6、TNF-α水平明显低于模型组,并且以柴桂沙麦汤中、高剂量组更为显著,由此可以说明柴桂沙麦汤具有调节机体血清细胞因子、抑制炎症反应、提高细胞免疫的作用。T淋巴细胞亚群主要用于监测机体细胞免疫功能。其中CD3+T淋巴细胞作用于成熟细胞表面,参与机体抗原应激反应。CD4+T淋巴细胞主要发挥免疫调节作用,可抑制免疫细胞的活化,从而避免机体发生免疫性疾病。CD8+T淋巴细胞是一种细胞毒性的T淋巴细胞,具有抗感染功能,可以杀灭被感染的靶细胞[20-21],同时,CD4+/CD8+比值也可反映机体当前的免疫状态。本研究发现,与空白组比较,模型组小鼠CD3+、CD4+T淋巴细胞百分比明显降低,CD8+T淋巴细胞百分比明显升高,说明肺阳虚小鼠免疫功能下降;柴桂沙麦汤低、中、高剂量组小鼠CD3+、CD4+T淋巴细胞百分比、CD4+/CD8+比值均明显升高,CD8+T淋巴细胞百分比降低,并且以柴桂沙麦汤高剂量组效果更为明显。

综上所述,柴桂沙麦汤具有缓解肺阳虚小鼠症状的功效,能提高肺阳虚小鼠脾脏指数、胸腺指数及体质量,升高血清IL-2水平,降低血清IL-6、TNF-α水平,改善肺部形态结构,其作用机制可能与调节T淋巴细胞亚群的平衡,增强机体细胞免疫有关。

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