芍药苷对慢性阻塞性肺疾病的疗效分析

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2019.02.006

目的

探讨芍药苷(paeoniflorin, PF)对慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)大鼠的作用及其可能机制。

方法

将72只大鼠分6组：正常对照组，COPD组，芍药苷低、中、高剂量组，西药组。记录各组大鼠精神状态、增长体质量等；测定各组大鼠的肺顺应性(CL)、第0.3秒的用力呼气容积和(FEV 0.3%)和用力肺活量(FVC)的比值、用力呼气流量(MMEF)；Western blot检测肺组织TLR2、NF-κB；ELISA法检测血清、肺泡灌洗液和肺组织中IL-1、IL-6、IL-8、IL-1β、TNF-α的表达。

结果

芍药苷可改善COPD大鼠精神萎靡、饮食量减少等情况；COPD大鼠体质量增长43.22±5.35明显欠佳，芍药苷可改善COPD大鼠体质量增长欠佳的情况，其中以芍药苷高剂量组体质量增长最为明显68.11±6.72(P<0.05)；COPD大鼠CL、FEV 0.3%/FVC、用力呼MMEF均明显下降，芍药苷可升高这3项指标(P<0.05)，其中以芍药苷高剂量组改善最为明显，分别为0.38±0.11、0.77±0.11、3.98±0.38(P<0.05)；COPD大鼠TLR2、NF-κB、IL-1、IL-6、IL-8、IL-1β、TNF-α均升高，芍药苷可降低这几项指标，其中以芍药苷高剂量组降低最为明显，分别为1.28±0.11、1.21±0.13、135±22、290±32、290±17、180±39、590±23(P<0.05)。

结论

芍药苷可抑制COPD大鼠炎症细胞因子的表达，从而改善COPD大鼠的一般情况，这可能是通过调节TLR2/NF-κB信号传导通路引起的。

关键词: 芍药苷, 肺疾病，慢性阻塞性, Toll样受体2, 核转录因子-κB

Objective

To investigate the effect of paeoniflorin (PF) on chronic obstructive pulmonary disease in rats and its possible mechanism.

Methods

A total of 72 rats were randomly divided into 6 groups (n=12 each): the normal control group (group A), the COPD model group (group B), the groups of low, medium and high doses of paeoniflorin (group C, group D, and group E, respectively), and the Western medicine group (group F). Before the rats were sacrificed, the general conditions of the rats in each group were observed and the weight gains were calculated. The lung functions of the rats were measured, and the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) was collected. After the rats were sacrificed, their lungs and serum were collected. The expression levels of toll-like receptor2 (TLR2) and nuclear factor-κB (NF-κB) in the lung tissues were detected by Western blotting. The expression levels of interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8) and other inflammatory cytokines in the serum, BALF and lung tissues were detected by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA).

Results

Paeoniflorin can improve the general conditions of hair dryness, poor activity, mental wilting, reduced diet, and frequent cough in the COPD rats. In the normal control group, the body mass growth was better (82.11±8.47), and it was significantly worse in the COPD rats (43.22±5.35). Paeoniflorin could improve the poor growth of the COPD rats. The most significant mass growth was found in the group with the highest dose of paeoniflorin (68.11±6.72, P<0.05). The lung functions of the COPD rats decreased, for example, the lung compliance (CL), the ratio of the forced expiratory volume at 0.3 seconds (FEV 0.3%) to the forced vital capacity (FVC), and the mean maximum expiratory flow (MMEF) were significantly decreased, and paeoniflorin increased these three indicators (P<0.05). Among which, the most obvious effect occurred in the group with the highest dose of paeoniflorin, with the CL, the ratio of FEV 0.3% to FVC, and the MMEF of 0.38±0.11, 0.77±0.11, and 3.98±0.38, respectively (P<0.05). The expression levels of TLR2, NF-κB, IL-1, IL-6, IL-8, IL-1βand TNF-α were elevated in the COPD rats, and paeoniflorin could reduce these indicators. Among which, the most significant effect was found in the group with the highest dose of paeoniflorin, with the reduced expression levels of TLR2, NF-κB, IL-1, IL-6, IL-8, IL-1βand TNF-α of 1.28±0.11, 1.21±0.13, 135±22, 290±32, 290±17, 180±39, and 590±23, respectively (P<0.05).

Conclusion

Paeoniflorin may regulate the pathway of TLR2/NF-κB, thereby inhibiting the release of downstream inflammatory factors in the COPD rats, which may provide a new idea for the treatment of COPD.

Key words: Paeoniflorin, Chronic obstructive pulmonary disease, Toll-like receptor 2, Nuclear factor-κB

表1 各组大鼠体质量增长情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	体质量增长量/kg
正常对照组	12	－	82.11±8.47
COPD模型组	12	－	43.22±5.35^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	57.22±4.74^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	64.33±7.01^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	68.11±6.72^b
西药组	12	1.0	74.08±5.92^a

表1 各组大鼠体质量增长情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	体质量增长量/kg
正常对照组	12	－	82.11±8.47
COPD模型组	12	－	43.22±5.35^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	57.22±4.74^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	64.33±7.01^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	68.11±6.72^b
西药组	12	1.0	74.08±5.92^a

表2 各组大鼠肺功能情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	CL	FEV 0.3%/FVC	MMEF
正常对照组	12	－	0.43±0.10	0.89±0.13	4.21±0.36
COPD模型组	12	－	0.21±0.08^c	0.49±0.09^c	1.13±0.41^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	0.29±0.11^a	0.64±0.12^a	3.01±0.28^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	0.33±0.09^b	0.71±0.14^b	3.67±0.52^b
芍药苷高剂量组	12	50.0	0.38±0.11^b	0.77±0.11^a	3.98±0.38^b
西药组	12	1.0	0.40±0.17^b	0.80±0.07^b	4.04±0.50^b

表2 各组大鼠肺功能情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	CL	FEV 0.3%/FVC	MMEF
正常对照组	12	－	0.43±0.10	0.89±0.13	4.21±0.36
COPD模型组	12	－	0.21±0.08^c	0.49±0.09^c	1.13±0.41^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	0.29±0.11^a	0.64±0.12^a	3.01±0.28^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	0.33±0.09^b	0.71±0.14^b	3.67±0.52^b
芍药苷高剂量组	12	50.0	0.38±0.11^b	0.77±0.11^a	3.98±0.38^b
西药组	12	1.0	0.40±0.17^b	0.80±0.07^b	4.04±0.50^b

图1 各组大鼠TLR2和NF-κB表达的wb图

表3 各组大鼠肺组织TLR2、NF-κB蛋白表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	TLR2	NF-κB
正常对照组	12	－	1.21±0.17	1.18±0.09
COPD模型组	12	－	1.68±0.21^c	1.39±0.12^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	1.43±0.12^a	1.29±0.10^a
芍药苷中剂量组	12	25.0	1.39±0.15^b	1.25±0.11^b
芍药苷高剂量组	12	50.0	1.28±0.11^a	1.21±0.13^a
西药组	12	1.0	1.24±0.13^b	1.20±0.09^b

表3 各组大鼠肺组织TLR2、NF-κB蛋白表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	TLR2	NF-κB
正常对照组	12	－	1.21±0.17	1.18±0.09
COPD模型组	12	－	1.68±0.21^c	1.39±0.12^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	1.43±0.12^a	1.29±0.10^a
芍药苷中剂量组	12	25.0	1.39±0.15^b	1.25±0.11^b
芍药苷高剂量组	12	50.0	1.28±0.11^a	1.21±0.13^a
西药组	12	1.0	1.24±0.13^b	1.20±0.09^b

表4 各组大鼠血清中炎症细胞因子表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	IL-1/pg·ml^－1	IL-6/pg·ml^－1	IL-8/pg·ml^－1	IL-1β/pg·ml^－1	TNF-α/pg·ml^－1
正常对照组	12	－	78±12	90±26	98±13	69±10	102±22
COPD模型组	12	－	359±23^c	510±28^c	470±34^c	321±29^c	1 260±117^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	169±32^a	370±20^b	330±33^b	297±34^a	670±42^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	141±18^a	340±31^a	300±16^b	240±25^b	620±23^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	135±22^b	290±32^b	290±17^a	180±39^a	590±23^b
西药组	12	1.0	129±19^b	289±47^a	270±29^a	160±22^a	560±45^b

表4 各组大鼠血清中炎症细胞因子表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	IL-1/pg·ml^－1	IL-6/pg·ml^－1	IL-8/pg·ml^－1	IL-1β/pg·ml^－1	TNF-α/pg·ml^－1
正常对照组	12	－	78±12	90±26	98±13	69±10	102±22
COPD模型组	12	－	359±23^c	510±28^c	470±34^c	321±29^c	1 260±117^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	169±32^a	370±20^b	330±33^b	297±34^a	670±42^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	141±18^a	340±31^a	300±16^b	240±25^b	620±23^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	135±22^b	290±32^b	290±17^a	180±39^a	590±23^b
西药组	12	1.0	129±19^b	289±47^a	270±29^a	160±22^a	560±45^b

表5 各组大鼠BALF中炎症细胞因子表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	IL-1/pg·ml^－1	IL-6/pg·ml^－1	IL-8/pg·ml^－1	IL-1β/pg·ml^－1	TNF-α/pg·ml^－1
正常对照组	12	－	1.21±0.13	1.41±0.29	1.34±0.12	1.45±0.27	1.37±0.22
COPD模型组	12	－	3.99±0.18^c	4.11±0.18^c	4.12±0.52^c	5.01±0.31^c	8.62±0.62^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	1.85±0.23^a	1.99±0.17^b	1.90±0.72^a	2.31±0.17^b	5.48±0.43^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	1.47±0.19^b	1.64±0.18^a	1.71±0.42^b	2.00±0.31^a	5.16±0.73^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	1.45±0.17^a	1.57±0.41^a	1.67±0.39^a	1.90±0.21^a	4.79±0.63^b
西药组	12	1.0	1.43±0.21^b	1.52±0.37^b	1.61±0.31^a	1.86±0.19^b	4.50±0.45^b

表5 各组大鼠BALF中炎症细胞因子表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	IL-1/pg·ml^－1	IL-6/pg·ml^－1	IL-8/pg·ml^－1	IL-1β/pg·ml^－1	TNF-α/pg·ml^－1
正常对照组	12	－	1.21±0.13	1.41±0.29	1.34±0.12	1.45±0.27	1.37±0.22
COPD模型组	12	－	3.99±0.18^c	4.11±0.18^c	4.12±0.52^c	5.01±0.31^c	8.62±0.62^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	1.85±0.23^a	1.99±0.17^b	1.90±0.72^a	2.31±0.17^b	5.48±0.43^b
芍药苷中剂量组	12	25.0	1.47±0.19^b	1.64±0.18^a	1.71±0.42^b	2.00±0.31^a	5.16±0.73^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	1.45±0.17^a	1.57±0.41^a	1.67±0.39^a	1.90±0.21^a	4.79±0.63^b
西药组	12	1.0	1.43±0.21^b	1.52±0.37^b	1.61±0.31^a	1.86±0.19^b	4.50±0.45^b

表6 各组大鼠肺组织中炎症细胞因子表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	IL-1/pg·ml^－1	IL-6/pg·ml^－1	IL-8/pg·ml^－1	IL-1β/pg·ml^－1	TNF-α/pg·ml^－1
正常对照组	12	－	22.17±3.98	34.21±3.28	27.72±5.29	36.98±8.09	45.23±7.01
COPD模型组	12	－	39.98±4.64^c	49.12±6.33^c	43.39±6.01^c	59.12±6.98^c	80.32±8.04^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	35.01±4.29^a	46.00±4.92^b	38.09±6.15^a	49.01±4.39^a	64.12±4.33^a
芍药苷中剂量组	12	25.0	32.11±6.09^b	43.22±7.98^a	35.91±7.02^a	45.09±4.77^b	60.01±5.92^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	29.01±5.81^b	40.11±6.10^a	31.22±6.23^b	42.11±5.17^a	54.22±7.24^b
西药组	12	1.0	25.87±6.87^b	39.11±5.67^b	29.11±7.11^b	40.01±6.98^a	51.21±6.98^a

表6 各组大鼠肺组织中炎症细胞因子表达情况(±s)

组　别	样本量	剂量/mg·kg^－1	IL-1/pg·ml^－1	IL-6/pg·ml^－1	IL-8/pg·ml^－1	IL-1β/pg·ml^－1	TNF-α/pg·ml^－1
正常对照组	12	－	22.17±3.98	34.21±3.28	27.72±5.29	36.98±8.09	45.23±7.01
COPD模型组	12	－	39.98±4.64^c	49.12±6.33^c	43.39±6.01^c	59.12±6.98^c	80.32±8.04^c
芍药苷低剂量组	12	10.0	35.01±4.29^a	46.00±4.92^b	38.09±6.15^a	49.01±4.39^a	64.12±4.33^a
芍药苷中剂量组	12	25.0	32.11±6.09^b	43.22±7.98^a	35.91±7.02^a	45.09±4.77^b	60.01±5.92^a
芍药苷高剂量组	12	50.0	29.01±5.81^b	40.11±6.10^a	31.22±6.23^b	42.11±5.17^a	54.22±7.24^b
西药组	12	1.0	25.87±6.87^b	39.11±5.67^b	29.11±7.11^b	40.01±6.98^a	51.21±6.98^a

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Protective effect of paeoniflorin on rats with chronic obstructive pulmonary disease

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