艳山姜挥发油肺部定量给药用于缓解肺气肿的作用

蔡梓民; 彭剑青; 陈艺; 潘迪; 张彦燕; 陶玲; 沈祥春; 龙庆德

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20212408

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

艳山姜挥发油肺部定量给药用于缓解肺气肿的作用

药理 | 更新时间：2021-12-31

- 艳山姜挥发油肺部定量给药用于缓解肺气肿的作用
- Quantitative Pulmonary Administration of Essential Oil from Alpiniae Zerumbet Fructus for Treatment of Emphysema
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第3期页码：91-97
- 作者机构：
  
  贵州医科大学贵州省特色天然药物资源高效利用工程中心，贵州省高等学校天然药物药理与成药性评价特色重点实验室，贵州医科大学-贵阳市联合重点实验室，天然药物资源优效利用重点实验室，药学院，贵阳 550025
- 作者简介：
  
  蔡梓民，在读硕士，从事中药民族药体内递送研究，E-mail：caizimin97@126.com
  龙庆德，副教授，硕士生导师，从事中药资源开发利用的研究，E-mail：562194365@qq.com
- 基金信息：
  
  贵阳市科技计划项目(筑科合同［2020］16-9号);贵州省科技厅社发公关支撑项目(黔科合支撑［2017］2840);国家自然科学基金项目(82060775);贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑［2020］4Y093)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20212408
  中图分类号： R2-0;R22;R285.5;R284;R33
- 收稿日期：2021-08-07，
  
  网络出版日期：2021-10-27，
  
  纸质出版日期：2022-02-05
- 稿件说明：
移动端阅览
蔡梓民,彭剑青,陈艺等.艳山姜挥发油肺部定量给药用于缓解肺气肿的作用[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(03):91-97.

CAI Zi-min,PENG Jian-qing,CHEN Yi,et al.Quantitative Pulmonary Administration of Essential Oil from Alpiniae Zerumbet Fructus for Treatment of Emphysema[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(03):91-97.
蔡梓民,彭剑青,陈艺等.艳山姜挥发油肺部定量给药用于缓解肺气肿的作用[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(03):91-97. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20212408.

CAI Zi-min,PENG Jian-qing,CHEN Yi,et al.Quantitative Pulmonary Administration of Essential Oil from Alpiniae Zerumbet Fructus for Treatment of Emphysema[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(03):91-97. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20212408.

摘要

目的

初步研究艳山姜挥发油（EOFAZ）经肺部定量给药后对猪胰弹性蛋白（PPE）诱导小鼠产生肺气肿的防治作用，并探讨其相关机制。

方法

C57BL/6J小鼠随机分为正常组，模型组，EOFAZ低、高剂量组（2，20 mg·kg

-1

）及地塞米松组（1 mg·kg

-1

）。采用肺部给药定量雾化器每隔7 d给予PPE诱导小鼠产生肺气肿，共给药4次。在此期间，隔天使用肺部给药定量雾化器定量给予EOFAZ，共给药14次。小鼠肺部经苏木素-伊红（HE）染色用于观察各组形态学变化并测量和计算平均内衬间距（MLI），采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测小鼠血浆中肿瘤坏死因子-

（TNF-

），白细胞介素-1

（IL-1

），白细胞介素-6（IL-6）的含量，通过生化试剂盒测定肺组织中超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT）的活性及丙二醛（MDA）的含量，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测核因子E

相关因子2（Nrf2），醌氧化还原酶1（NQO1），B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）相关X蛋白（Bax），Bcl-2的表达。

结果

肺部形态学观察及MLI检测结果显示，与正常组比较，模型组小鼠肺部出现明显的炎症浸润、肺泡腔扩大和融合的现象，MLI升高（

0.05）；与模型组比较，EOFAZ肺部定量给药后能有效地缓解PPE引起的肺泡腔扩张、肺部炎症细胞浸润及肺组织细胞凋亡等病理变化，MLI也出现下降（

0.05）。ELISA结果显示，模型组小鼠的炎症水平显著升高（

0.01），肺部定量给予EOFAZ后血浆中TNF-

，IL-1

和IL-6的含量均下降（

0.01）。氧化应激结果显示，模型组小鼠的氧化应激水平显著升高（

0.01），肺部定量给予EOFAZ后提高了肺组织中SOD，CAT的活力（

0.01）和降低MDA的含量（

0.01）。Western blot结果显示，与正常组比较，模型组凋亡蛋白明显升高（

0.01），抗氧化应激蛋白Nrf2，NQO1表达明显下降（

0.05，

0.01）；与模型组比较，肺部定量给予EOFAZ后凋亡蛋白Bax/Bcl-2的蛋白相对表达量下降（

0.01），抗氧化应激蛋白Nrf2，NQO1的表达增加（

0.05）。

结论

EOFAZ通过肺部定量给药能够有效降低炎症和氧化应激水平，减少肺组织细胞凋亡，缓解肺气肿的发生和发展，其抗氧化机制与提高Nrf2及其下游NQO1蛋白表达密切相关。

Abstract

Objective

To investigate the effect of quantitative pulmonary administration of the essential oil from Alpiniae Zerumbet Fructus （EOAZF） on porcine pancreatic elastase （PPE）-induced emphysema in mice and explore its action mechanism.

Method

C57BL/6J mice were randomly divided into five group， namely the control group， model group， low- （2 mg·kg

-1

） and high-dose （20 mg·kg

-1

） EOFAZ groups， and positive control dexamethasone （DEX，1 mg·kg

-1

） group. The mice were treated with pulmonary administration of PPE using a microsprayer aerosolizer， once every seven days， for four times in total， for inducing emphysema. During this period， EOFAZ were administered with a quantitative microsprayer aerosolizer once every other day， for 14 times. The lung tissues were then sampled and stained with hematoxylin-eosin （HE） for observing the morphological changes and calculating the pulmonary mean linear intercept （MLI）. The concentrations of tumor necrosis factor-

（TNF-

）， interleukin-1

（IL-1

）， and interleukin-6 （IL-6） in the plasma were determined by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. The activities of superoxide dismutase （SOD） and catalase （CAT） and the content of malondialdehyde （MDA） in the lung tissues were measured using the biochemical assay kits. The protein expression levels of nuclear factor E

-related factor 2 （Nrf2）， quinone oxidoreductase1 （NQO1）， B cell lymphoma-2 （Bcl-2）-associated X protein （Bax）， and Bcl-2 in lung tissues were detected by Western blot.

Result

The results of lung morphological observation and MLI detection showed that compared with the control group， the model group showed obvious inflammatory infiltration， alveolar enlargement and fusion， and increased MLI （

0.05）. Compared with the model group， EOFAZ effectively alleviated the pathological changes such as alveolar dilatation， pulmonary inflammatory cell infiltration， and lung cell apoptosis caused by PPE， and decreased the MLI （

0.05）. As revealed by ELISA， the inflammatory level of mice in the model group increased significantly （

0.01）， while the TNF-

， IL-1

， and IL-6 levels in the plasma were decreased after quantitative administration of EOFAZ （

0.01）. Compared with the control group， the model group exhibited significantly enhanced oxidative stress （

0.01）. After treatment with EOFAZ by quantitative administration， the activities of SOD and CAT in the lung tissue were increased （

0.01） and the content of MDA was decreased （

0.01）. Western blot results demonstrated that the apoptosis-related protein expression in the model group was increased significantly as compared with that in the control group （

0.01）， whereas the expression levels of antioxidant stress proteins Nrf2 and NQO1 declined （

0.05）. The relative protein expression of apoptosis-related proteins Bax/Bcl-2 in the EOFAZ groups was lower than that in the model group （

0.01）， while the expression of antioxidant stress proteins Nrf2 and NQO1 was higher （

0.05）.

Conclusion

Quantitative pulmonary administration of EOFAZ effectively alleviates the inflammation and oxidative stress， reduces lung cell apoptosis， and hinders the occurrence and development of emphysema. Its antioxidant mechanism is closely related to the up-regulation of Nrf2 and its downstream NQO1.

关键词

Keywords

references

WANG C ， XU J ， YANG L ， et al . Prevalence and risk factors of chronic obstructive pulmonary disease in China （the China Pulmonary Health ［CPH］ study）：a national cross-sectional study ［J］. Lancet ， 2018 ， 391 （ 10131 ）： 1706 - 1717 .

KENNEDY-FEITOSA E ， PINTO R F ， PIRES K M ， et al . The influence of 5-lipoxygenase on cigarette smoke-induced emphysema in mice ［J］. Biochim Biophys Acta ， 2014 ， 1840 （ 1 ）： 199 - 208 .

HENSON P M ， VANDIVIER R W ， DOUGLAS I S . Cell death，remodeling，and repair in chronic obstructive pulmonary disease？［J］. Proc Am Thorac Soc ， 2006 ， 3 （ 8 ）： 713 - 717 .

BABUSYTE A ， STRAVINSKAITE K ， JEROCH J ， et al . Patterns of airway inflammation and MMP-12 expression in smokers and ex-smokers with COPD ［J］. Respir Res ， 2007 ， 8 ： 81 .

DEMEDTS I K ， DEMOOR T ， BRACKE K R ， et al . Role of apoptosis in the pathogenesis of COPD and pulmonary emphysema ［J］. Respir Res ， 2006 ， 7 ： 53 .

KIRKHAM P ， RAHMAN I . Oxidative stress in asthma and COPD：antioxidants as a therapeutic strategy ［J］. Pharmacol Ther ， 2006 ， 111 （ 2 ）： 476 - 494 .

KOIKE K ， ISHIGAMI A ， SATO Y ， et al . Vitamin C prevents cigarette smoke-induced pulmonary emphysema in mice and provides pulmonary restoration ［J］. Am J Respir Cell Mol Biol ， 2014 ， 50 （ 2 ）： 347 - 357 .

XIAO T ， HUANG J ， WANG X ， et al . Alpinia zerumbet and its potential use as an herbal medication for atherosclerosis：mechanistic insights from cell and rodent studies ［J］. Lifestyle Genom ， 2020 ， 13 （ 5 ）： 138 - 145 .

赵爽，何丽，黄梅，等 . 艳山姜挥发油通过Nrf2/Notch1信号通路抑制高糖诱导的内皮间质转分化［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 23 ）： 99 - 105 .

张彦燕，赵爽，付凌云，等 . 艳山姜挥发油对TGF- β 1 诱导内皮细胞氧化应激损伤的保护作用研究［J］. 西南民族大学学报：自然科学版， 2018 ， 44 （ 6 ）： 556 - 560 .

CHEN Y ， LI D ， XU Y ， et al . Essential oils from fructus a zerumbet protect human aortic endothelial cells from apoptosis induced by ox-LDL in vitro ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2014 ， doi： 10.1155/2014/956824 http://dx.doi.org/10.1155/2014/956824 .

HE Y ， LIANG Y ， HAN R ， et al . Rational particle design to overcome pulmonary barriers for obstructive lung diseases therapy ［J］. J Control Release ， 2019 ， 314 ： 48 - 61 .

DOUAFER H ， ANDRIEU V ， BRUNEL J M . Scope and limitations on aerosol drug delivery for the treatment of infectious respiratory diseases ［J］. J Control Release ， 2020 ， 325 ： 276 - 292 .

邢丽媛，李慧婷，万娜，等 . 中药精油在临床应用中的风险控制问题分析［J］. 中草药， 2021 ， 52 （ 8 ）： 2458 - 2464 .

ZHAO Y L ， YANG Z F ， WU B F ， et al . Indole alkaloids from leaves of Alstonia scholaris （L.） R.Br.protect against emphysema in mice ［J］. J Ethnopharmacol ， 2020 ， 259 ： 112949 .

KENNEDY-FEITOSA E ， CATTANI-CAVALIERI I ， BARROSO M V ， et al . Eucalyptol promotes lung repair in mice following cigarette smoke-induced emphysema ［J］. Phytomedicine ， 2019 ， 55 ： 70 - 79 .

UENO M ， MAENO T ， NISHIMURA S ， et al . Alendronate inhalation ameliorates elastase-induced pulmonary emphysema in mice by induction of apoptosis of alveolar macrophages ［J］. Nat Commun ， 2015 ， 6 ： 6332 .

CROWLEY G ， KWON S ， CARAHER E J ， et al . Quantitative lung morphology：semi-automated measurement of mean linear intercept ［J］. BMC Pulm Med ， 2019 ， 19 （ 1 ）： 206 .

BRANDSMA C A ， VAN DEN BERGE M ， HACKETT T L ， et al . Recent advances in chronic obstructive pulmonary disease pathogenesis：from disease mechanisms to precision medicine ［J］. J Pathol ， 2020 ， 250 （ 5 ）： 624 - 635 .

POSSO S V ， QUESNOT N ， MORAES J A ， et al . AT-RVD1 repairs mouse lung after cigarette smoke-induced emphysema via downregulation of oxidative stress by NRF2/KEAP1 pathway ［J］. Int Immunopharmacol ， 2018 ， 56 ： 330 - 338 .

KUBO H ， ASAI K ， KOJIMA K ， et al . Astaxanthin suppresses cigarette smoke-induced emphysema through Nrf2 activation in mice ［J］. Mar Drugs ， 2019 ， 17 （ 12 ）： 673 .

MORICHIKA D ， MIYAHARA N ， FUJII U ， et al . A retinoid X receptor partial agonist attenuates pulmonary emphysema and airway inflammation ［J］. Respir Res ， 2019 ， 20 （ 1 ）： 2 .

FISCHER B M ， PAVLISKO E ， VOYNOW J A . Pathogenic triad in COPD：oxidative stress，protease-antiprotease imbalance，and inflammation ［J］. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis ， 2011 ， 6 ： 413 - 421 .

王彤，刘存志，刘玉珍，等 . bcl-2/bax基因调控机体细胞凋亡的机制研究进展［J］. 中国老年学杂志， 2008 ， 28 （ 16 ）： 1658 - 1660 .

文建庭，刘健，王馨，等 . 新风胶囊含药血清对TNF- α 诱导的类风湿关节炎滑膜成纤维细胞凋亡和炎症的影响［J］. 中国中药杂志， 2021 ， 46 （ 2 ）： 436 - 443 .

IMAI K ， MERCER B A ， SCHULMAN L L ， et al . Correlation of lung surface area to apoptosis and proliferation in human emphysema ［J］. Eur Respir J ， 2005 ， 25 （ 2 ）： 250 - 258 .

郭美华，王健，钟南山，等 . 慢性阻塞性肺疾病氧化应激生物标志物研究进展［J］. 中华结核和呼吸杂志， 2015 ， 38 （ 12 ）： 931 - 933 .

吴思骐，刘建博 . 慢性阻塞性肺疾病差异基因与中药预测的生物信息学分析［J］. 世界中医药， 2021 ， 16 （ 14 ）： 2189 - 2195 .

MALHOTRA D ， THIMMULAPPA R ， NAVAS-ACIEN A ， et al . Decline in NRF2-regulated antioxidants in chronic obstructive pulmonary disease lungs due to loss of its positive regulator，DJ-1 ［J］. Am J Respir Crit Care Med ， 2008 ， 178 （ 6 ）： 592 - 604 .

RANGASAMY T ， CHO C Y ， THIMMULAPPA R K ， et al . Genetic ablation of Nrf2 enhances susceptibility to cigarette smoke-induced emphysema in mice ［J］. J Clin Invest ， 2004 ， 114 （ 9 ）： 1248 - 1259 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

促卵合剂调控AMPK/mTOR/HIF-1/VEGF通路改善卵泡发育不良大鼠氧化应激及凋亡的作用机制

中药调控Nrf2通路防治阿尔茨海默病的研究进展

大承气汤在脓毒症治疗中的相关研究进展

寿胎丸通过调控Nrf2信号通路减轻人绒毛膜滋养层细胞的氧化损伤治疗复发性流产

龟鹿二仙胶对糖尿病大鼠生殖损伤的保护作用及机制