基于LKB1/AMPK/SIRT1/NF-κB信号通路研究款冬花散对支气管扩张症大鼠气道炎症和黏液高分泌过程中的调控作用及其机制研究

Airway inflammation and mucus hypersecretion are two cardinal feature of bronchiectasis. Phlegm-heat obstructing lung is the main traditional Chinese medicine syndrome type of bronchiectasis. This project is to establish a rat model of airway inflammation and mucus hypersecretion of bronchiectasis with bronchial direct injection of Pseudomonas aeruginosa. Kuandonghua formula was prescribed based on the principle of clearing heat and resolving phlegm. The number of inflammatory cells such as cell count, neutrophil count and lymphocyte count, the levels of tumor necrosis factor-α, leukotriene B4, interleukin-8, interleukin-10 and endothelin-1 in bronchoalveolar lavage fluid, and pathological changes of lung tissue were used to assess the airway inflammation. The airway epithelial goblet cell count, neutrophil elastase and Muc5ac level in bronchoalveolar lavage fluid and airway tissue were used to assess the airway mucus hypersecretion. The protein expression levels of LKB1/AMPK/SIRT1/NF-κB signaling pathway were used to explore the reaction mechanism. In brief, the aim of this study was to investigate the effect of Kuandonghua formula on airway inflammation and mucus hypersecretion of bronchiectasis, dose-response relationship, and the involved molecular mechanism, and to provide more objective basis for the treatment of bronchiectasis.

气道炎症和黏液高分泌是支气管扩张症的两个重要病理生理特征，痰热蕴肺证为其最常见中医证型，本项目采用支气管内直接注射绿脓杆菌法建立支气管扩张症大鼠气道炎症和黏液高分泌模型，以清热化痰方款冬花散为干预措施，选择肺泡灌洗液的炎症细胞数（细胞总数、中性粒细胞数、淋巴细胞数）、肿瘤坏死因子-α、白三烯B4、白介素-8、白介素-10、内皮素-1水平及肺组织病理改变作为气道炎症程度的评价指标，以气道上皮杯状细胞计数、肺泡灌洗液和气道组织中性粒细胞弹性蛋白酶、粘蛋白5AC水平作为气道黏液高分泌的观察指标，通过观察款冬花散对气道信号蛋白表达的影响，研究LKB1/AMPK/SIRT1/NF-κB信号通路在其过程中的调控作用，以明确款冬花散对支气管扩张症模型大鼠气道炎症和黏液高分泌过程的调控作用、量效关系及其分子机制，为款冬花散治疗支气管扩张症提供更多的客观依据。

支气管扩张症一种常见的慢性气道炎症性疾病，严重影响患者生活质量。气道炎症和黏液高分泌是支气管扩张症发病过程中的重要病理生理特征。课题组前期研究表明款冬花散对于支气管扩张症患者的临床症状具有较好的改善作用。因此，在前期研究基础上本项目首先采用支气管内直接注射绿脓杆菌法建立了支气管扩张症大鼠模型，从大鼠肺组织病理改变和相关炎症介质方面研究款冬花散改善模型大鼠气道炎症的作用，结果表明款冬花散能够明显改善模型大鼠肺组织病理学形态，主要表现在黏膜下血管扩张充血减轻，炎性细胞浸润减少，支气管扩张周围肺组织肺纤维化减轻，同时款冬花散通过降低模型大鼠BALF中的LTB4、ET-1、TNF-α、IL-8、IL-10水平，下调肺组织LTB4、ET-1、TNF-α、IL-8、IL-10 mRNA表达达到改善气道炎症的作用；其次从气道杯状细胞增生及气道黏液高分泌相关指标方面研究了款冬花散改善模型大鼠气道黏液高分泌的作用，结果表明款冬花散能够降低模型大鼠杯状细胞数量，同时通过降低模型大鼠BALF中NE、Muc5ac水平，下调肺组织NE、Muc5ac蛋白和mRNA表达水平，达到改善气道黏液高分泌状态；最后基于LKB1/AMPK/SIRT1/NF-κB 信号通路研究了款冬花散在调控支气管扩张症气道炎症和黏液高分泌过程中的作用机制，结果表明款冬花散通过升高LKB1、AMPK、SIRT1和降低NF-κBp65 mRNA表达，升高LKB1、AMPK、p-AMPK、SIRT1和降低NF-κBp65蛋白表达从而抑制模型大鼠气道炎症和黏液高分泌状态。本项目的研究阐明了款冬花散对支气管扩张症气道炎症和气道黏液高分泌的改善作用及其通过调控相关信号通路治疗本病的作用机制，下一步课题组将进一步通过组学技术从“系统、整体”角度揭示款冬花散通过“多因、多效、多靶点”治疗本病的作用机制，为该复方进一步临床应用和药物研发提供更加全面的基础研究支撑。