Wuhutang Alleviates Respiratory Syncytial Virus-induced Asthma in Mice by Inhibiting STAT3 Protein and Regulating Dendritic Cell Autophagy

Yi DING; Meng-qing WANG; Yin-he LUO; Yan HU; Zhi-hao JIANG; Xin ZHANG; Ying LI; Jing LUO; Yi-jue DENG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20210602

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Wuhutang Alleviates Respiratory Syncytial Virus-induced Asthma in Mice by Inhibiting STAT3 Protein and Regulating Dendritic Cell Autophagy

Classic Prescriptions | 更新时间：2021-04-02

- Wuhutang Alleviates Respiratory Syncytial Virus-induced Asthma in Mice by Inhibiting STAT3 Protein and Regulating Dendritic Cell Autophagy
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 9, Pages: 9-18(2021)
- 作者机构：
  
  1.湖南中医药大学，长沙 410208
  2.湖南中医药大学第一附属医院，长沙 410007
  3.深圳市南山区蛇口人民医院，广东深圳 154100
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20210602
  CLC： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- Received：13 December 2020，
  
  Published Online：08 March 2021，
  
  Published：05 May 2021
- 稿件说明：
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丁伊,王孟清,罗银河等.五虎汤抑制STAT3蛋白调控树突细胞自噬治疗RSV诱发哮喘小鼠[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(09):9-18.

DING Yi,WANG Meng-qing,LUO Yin-he,et al.Wuhutang Alleviates Respiratory Syncytial Virus-induced Asthma in Mice by Inhibiting STAT3 Protein and Regulating Dendritic Cell Autophagy[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(09):9-18.
丁伊,王孟清,罗银河等.五虎汤抑制STAT3蛋白调控树突细胞自噬治疗RSV诱发哮喘小鼠[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(09):9-18. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210602.

DING Yi,WANG Meng-qing,LUO Yin-he,et al.Wuhutang Alleviates Respiratory Syncytial Virus-induced Asthma in Mice by Inhibiting STAT3 Protein and Regulating Dendritic Cell Autophagy[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(09):9-18. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210602.

摘要

目的

探讨五虎汤对呼吸道合胞病毒（RSV）诱发哮喘小鼠模型的治疗作用机制、肺组织信号传导及转录激活因子3（STAT3）蛋白表达的影响。

方法

100只SPF级雌性BALB/c小鼠，用RSV复合鸡卵清蛋白（OVA）雾化吸入激发哮喘，造模成功后随机分为正常组、模型组、阳性药组（地塞米松，1.82 mg·kg

-1

），STAT3抑制剂组（STATTIC，3.75 mg·kg

-1

），STAT3诱导剂组（colivelin，1.0 mg·kg

-1

）及五虎汤低、中、高剂量组（1.6，3.2，6.4 g·kg

-1

），并给予相应药物干预2周。使用动物呼吸机检测小鼠气道反应性值；采用苏木素-伊红（HE），过碘酸希夫（PAS）及马松（Masson）染色分别观察小鼠肺组织病理学改变、杯状细胞分泌黏液和气道胶原沉积情况；酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清中白细胞介素-6（IL-6），白细胞介素-10（IL-10），白细胞介素-17（IL-17）含量；实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）测定转化生长因子-

（TGF-

），

-平滑肌肌动蛋白（

-SMA） mRNA在肺组织中的表达；透射电镜检查肺组织自噬体；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测肺组织树突细胞（DC）中自噬相关蛋白5（ATG5），Sequestosome 1（SQSTM1）蛋白表达及肺组织中STAT3，磷酸化（p）-STAT3蛋白表达情况。

结果

与正常组比较，模型组小鼠气道反应性增高（

0.01），肺组织周围炎性细胞浸润，杯状上皮细胞过度化生和气道胶原广泛沉积，血清中IL-6和IL-17含量显著升高，IL-10含量显著降低（

0.01），肺组织中TGF-

，

-SMA mRNA表达增加（

0.01），肺组织自噬体数量增加，肺组织DC中ATG5蛋白表达上升，SQSTM1表达降低（

0.01），肺组织中STAT3，p-STAT蛋白表达水平显著升高（

0.01）；与模型组比较，五虎汤和STATTIC均可明显降低哮喘小鼠气道高反应性（

0.05，

0.01），有效缓解RSV诱发哮喘小鼠肺组织病理情况，降低血清中IL-6和IL-17表达含量（

0.01），升高哮喘保护细胞因子IL-10含量（

0.01），降低肺组织中TGF-

，

-SMA mRNA水平（

0.01），进一步增加自噬小体数量，显著增强肺组织DC中ATG5水平及下调SQSTM1水平（

0.05，

0.01），并可下调肺组织中STAT3及p-STAT3水平（

0.01）。

结论

五虎汤可能通过抑制STAT3蛋白，上调肺组织DC自噬水平，从而有效改善RSV诱发哮喘小鼠气道炎症、气道重塑，降低气道高反应性。

Abstract

Objective

To investigate the therapeutic mechanism of Wuhutang on respiratory syncytial virus （RSV）-induced asthma in mice and its influence on the expression of signal transducer and activator of transcription 3 （STAT3） in lung tissue.

Method

One hundred female BALB/c mice of SPF grade were randomly divided into a normal group and an experimental group. After successful modeling via aerosol inhalation of RSV and ovalbumin （OAV）， the mice in the experimental group were further randomized into the following seven groups： model， positive control （dexamethasone， 1.82 mg·kg

-1

）， STAT3 inhibitor （STATTIC， 3.75 mg·kg

-1

）， STAT3 inducer （colivelin， 1.0 mg·kg

-1

）， and low-， medium-， and high-dose （1.6， 3.2， and 6.4 g·kg

-1

， respectively） Wuhutang groups. The corresponding drugs were administered for two weeks， followed by the detection of airway reactivity using a small animal ventilator， the pathological changes in lung tissue， mucus secretion by goblet cells and collagen deposition in airway were observed by hematoxylin-eosin （HE）， periodic acid-Schiff （PAS） and Masson staining， the serum levels of interleukin-6 （IL-6）， IL-10， and IL-17 were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. The mRNA expression levels of TGF-

and

-SMA in lung tissue were detected by fluorescence-based real-time polymerase chain reaction （Real-time PCR）， autophagosomes present in lung tissue were examined by transmission electron microscopy， the protein expression levels of ATG5 and SQSTM1 in dendritic cells （DCs） and STAT3 and p-STAT3 in lung tissue were detected by Western blot.

Result

The airway reactivity of the model group was enhanced in contrast to that in the model group （

0.01）， manifested as inflammatory cell infiltration around the lung tissue， excessive metaplasia of goblet cells， and extensive deposition of airway collagen， the expression levels of serum IL-6 and IL-17 were increased （

0.01）， while that of IL-10 declined （

0.01）， the mRNA expression levels of TGF-

and

-SMA were elevated （

0.01）， the number of autophagosomes in the lung tissue increased. The protein expression levels of ATG5， STAT3， and p-STAT were up-regulated， while that of SQSTM1 was down-regulated （

0.01）. Compared with the model group， Wuhutang and STATTIC significantly reduced the airway hyperresponsiveness of asthmatic mice （

0.05，

0.01）， alleviated RSV-induced pathological changes in lung tissue， reduced the contents of serum IL-6 and IL-17 （

0.01）， increased serum IL-10 and ATG5 in DCs （

0.01）， down-regulated the mRNA expression levels of TGF-

and

-SMA as well as the protein expression levels of SQSTM1， STAT3 and p-STAT3 （

0.05，

0.01）， and elevated the number of autophagosomes.

Conclusion

Wuhutang relieves airway inflammation， improves airway remodeling and reduces airway hyperresponsiveness in RSV-induced asthmatic mice by inhibiting STAT3 protein and up-regulating DC autophagy in lung tissue.

关键词

Keywords

references

FEITOSA C A ， SANTOS D N ， barreto do carmo M B ， et al . Behavior problems and prevalence of asthma symptoms among Brazilian children ［J］. J Psychosom Res ， 2011 ， 71 （ 3 ）： 160 - 165 .

MIKHAIL I ， GRAYSON M H . Asthma and viral infections：an intricate relationship ［J］. Ann Allergy Asthma Immunol ， 2019 ， 123 （ 4 ）： 352 - 358 .

MÉNARD S ， JBILOU J ， LAUZIER S . Family caregivers' reported nonadherence to the controller medication of asthma in children in Casablanca （Morocco）：extent and associated factors ［J］. J Asthma ， 2018 ， 55 （ 12 ）： 1362 - 1372 .

ZEKI A A ， YEGANEH B ， KENYON N J ， et al . Autophagy in airway diseases：a new frontier in human asthma？［J］. Allergy ， 2016 ， 71 （ 1 ）： 5 - 14 .

LI B B ， CHEN Y L ， PANG F . MicroRNA-30a targets ATG5 and attenuates airway fibrosis in asthma by suppressing autophagy ［J］. Inflammation ， 2020 ， 43 （ 1 ）： 44 - 53 .

MORRIS S ， SWANSON M S ， LIEBERMAN A ， et al . Autophagy-mediated dendritic cell activation is essential for innate cytokine production and APC function with respiratory syncytial virus responses ［J］. J Immunol ， 2011 ， 187 （ 8 ）： 3953 - 3961 .

SUBRAMANIAM A ， SHANMUGAM M K ， PERUMAL E ， et al . Potential role of signal transducer and activator of transcription （STAT）3 signaling pathway in inflammation，survival，proliferation and invasion of hepatocellular carcinoma ［J］. Biochim Biophys Acta ， 2013 ， 1835 （ 1 ）： 46 - 60 .

HILLMER E J ， ZHANG H ， LI H S ， et al . STAT3 signaling in immunity ［J］. Cytokine Growth Factor Rev ， 2016 ， 31 （ 21 ）： 1 - 15 .

YOU L ， WANG Z ， LI H ， et al . The role of STAT3 in autophagy ［J］. Autophagy ， 2015 ， 11 （ 5 ）： 729 - 739 .

LIM H ， CHO M ， CHOI G ， et al . Dynamic control of Th2 cell responses by STAT3 during allergic lung inflammation in mice ［J］. Int Immunopharmacol ， 2015 ， 28 （ 2 ）： 846 - 853 .

黄婷，王孟清，罗银河，等 . 五虎汤对婴幼儿哮喘患儿外周血树突状细胞表面共刺激分子表达的影响［J］. 中国中西医结合杂志， 2009 ， 29 （ 10 ）： 889 - 891 .

周民 . RSV诱导的树突细胞自噬对哮喘小鼠炎性细胞因子的影响及五虎汤的干预作用［D］. 长沙：湖南中医药大学， 2019 .

帅云飞，李鑫，王孟清，等 . 五虎汤对病毒诱发幼年哮喘大鼠炎性细胞因子表达影响［J］. 中国药理学通报， 2017 ， 33 （ 1 ）： 145 - 146 .

徐叔云，卞如濂，陈修 . 药理实验方法学［M］. 3版 . 北京：人民卫生出版社， 2002 ： 1238 .

HYLAND M E ， LANARIO J W ， POOLER J ， et al . How patient participation was used to develop a questionnaire that is fit for purpose for assessing quality of life in severe asthma ［J］. Health Qual Life Outcomes ， 2018 ， 16 （ 1 ）： 24 - 33 .

YAN W . Toward better management for asthma： from smart inhalers to injections to wearables，researchers are finding new ways to improve asthma treatment ［J］. IEEE Pulse ， 2018 ， 9 （ 1 ）： 28 - 33 .

RAMAKRISHNAN R K ， AL HEIALY S ， HAMID Q . Role of IL-17 in asthma pathogenesis and its implications for the clinic ［J］. Expert Rev Respir Med ， 2019 ， 13 （ 11 ）： 1057 - 1068 .

BRANCHETT W J ， STÖLTING H ， OLIVER R A ， et al . A T cell-myeloid IL-10 axis regulates pathogenic IFN-γ-dependent immunity in a mouse model of type 2-low asthma ［J］. J Allergy Clin Immunol ， 2020 ， 145 （ 2 ）： 666 - 678 .

BOULET L P . Airway remodeling in asthma：update on mechanisms and therapeutic approaches ［J］. Curr Opin Pulm Med ， 2018 ， 24 （ 1 ）： 56 - 62 .

林远灿，骆海莺，刘慧芳，等 . 垂盆草总黄酮调控Smads通路抑制肝星状细胞活化的抗肝纤维化机制研究［J］. 中国中药杂志， 2020 ， 45 （ 3 ）： 631 - 635 .

徐明杭，蒙艳丽，王晓溪，等 . 黄芩苷对肺纤维化小鼠组织中纤维化因子TGF-β1及mmp2，timp2表达的影响［J］. 中国中药杂志， 2020 ， 45 （ 23 ）： 5738 - 5744 .

CHEN S ， HAN Y ， CHEN H ， et al . Bcl11b regulates IL-17 through the TGF- β /Smad pathway in HDM-induced asthma ［J］. Allergy Asthma Immunol Res ， 2018 ， 10 （ 5 ）： 543 - 554 .

CHENG Z ， WANG X ， DAI L L ， et al . Thymic stromal lymphopoietin signaling pathway inhibition attenuates airway inflammation and remodeling in rats with asthma ［J］. Cell Physiol Biochem ， 2018 ， 47 （ 4 ）： 1482 - 1496 .

PAINTER J D ， GALLE-TREGER L ， AKBARI O . Role of autophagy in lung inflammation ［J］. Front Immunol ， 2020 ， 11 （ 21 ）： 1337 - 1387 .

SETO S ， TSUJIMURA K ， HORII T ， et al . Autophagy adaptor protein p62/SQSTM1 and autophagy-related gene Atg5 mediate autophagosome formation in response to Mycobacterium tuberculosis infection in dendritic cells ［J］. PLoS One ， 2013 ， 8 （ 12 ）： 86017 - 86023 .

KASEMBELI M M ， BHARADWAJ U ， ROBINSON P ， et al . Contribution of STAT3 to inflammatory and fibrotic diseases and prospects for its targeting for treatment ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 8 ）： 879 - 888 .

ALMEIDA-OLIVEIRA A R ， AQUINO-JUNIOR J ， ABBASI A ， et al . Effects of aerobic exercise on molecular aspects of asthma：involvement of SOCS-JAK-STAT ［J］. Exerc Immunol Rev ， 2019 ， 25 （ 21 ）： 50 - 62 .

GAVINO A C ， NAHMOD K ， BHARADWAJ U ， et al . STAT3 inhibition prevents lung inflammation，remodeling，and accumulation of Th2 and Th17 cells in a murine asthma model ［J］. Allergy ， 2016 ， 71 （ 12 ）： 1684 - 1692 .

MELILLO J A ， SONG L ， BHAGAT G ， et al . Dendritic cell （DC）-specific targeting reveals Stat3 as a negative regulator of DC function ［J］. J Immunol ， 2010 ， 184 （ 5 ）： 2638 - 2645 .

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