哮喘是一种儿童时期常见的气道慢性疾病,涉及多种炎性细胞和炎性递质。一直以来,哮喘被认为主要是以EOS浸润为主的气道慢性炎症,但最近研究发现PMN同样具有不可忽视的作用。无论在哮喘急性发作期和致命性哮喘中,还是在轻度、中度和重度哮喘中,PMN在气道黏膜中表达均增加。本科先前的研究表明,哮喘时PMN处于激活状态,其分泌和黏附功能增加[4]。但PMN能否通过MMP-9参与哮喘的炎症过程,在国内尚未见报道。本研究通过复制大鼠哮喘模型,检测MMP-9在PMN上的表达水平及布地奈德对其表达的影响,以及它与血TIMP-1表达的相关性进行研究,探讨PMN参与哮喘炎症的可能作用机制。本研究发现,哮喘组BALF中细胞总数以及EOS、PMN、LYM占细胞总数的百分比均显著高于正常对照组,且光镜下也发现哮喘组肺组织炎症较正常对照组显著加重,表明大鼠哮喘模型得到成功复制。
哮喘是一种炎症性疾病,伴随着细胞外基质的降解和胶原的沉积。通过胶原的沉积,引起气道壁增厚,引起细胞外基质的重构。MMPs/TIMPs平衡是气道修复和重构的主要标志,与哮喘的气道炎症、气道重构和气道阻塞密切相关。MMPs主要由结缔组织、粒细胞、单核-巨噬系统分泌,其作用是参与哮喘气道重构,促使气道壁纤维化、平滑肌增生、气道高反应性等。TIMPs分为TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3、TIMP-4[7],可以抑制所有MMPs的活性形式,TIMP-1是所有TIMPs亚类中活性最强并能特异性抑制MMP-9的活性[5]。本实验结果发现,三组PMN中均有MMP-9呈阳性表达的细胞,证实了PMN 能分泌MMP-9。而哮喘组显著性高于正常对照组,提示哮喘组PMN合成MMP-9的功能增加。经布地奈德治疗后,其表达水平显著性下降,表明布地奈德可部分抑制PMN合成MMP-9。同时发现,哮喘组血清TIMP-1的浓度显著性高于正常对照组,布地奈德治疗后其表达水平显著性下降,提示哮喘时TIMP-1的表达也增加,其表达水平能被布地奈德抑制。MMP-9与TIMP-1呈显著正相关,提示两者在哮喘时均升高,共同参与哮喘的发病过程。Hauk等[6]发现,哮喘患者的BALF中MMP-9和TIMP-1蛋白的表达均升高,因此认为在气道重构的早期就出现上述炎症因子的改变。在有喘鸣发作的学龄前儿童BALF中,MMP-9和TIMP-1的表达也升高,且MMP-9/TIMP-1的升高程度与喘鸣持续发作有关[7]。经孟鲁司特治疗8周后,哮喘患者血清MMP-9的水平可显著性下降,而TIMP-1的水平则没有显著性改变[8]。
以上结果显示,PMN能合成MMP-9,且在哮喘大鼠中其合成功能增加,PMN可能部分通过MMP-9参与哮喘的发病,布地奈德减轻哮喘的炎症可能部分通过抑制PMN的合成功能起作用。
致谢:感谢温州医学院呼吸科李昌崇教授、动物实验中心的李安乐和赵惠玲老师及中心实验室陈小芳老师对本课题的指导和热心帮助。
【参考文献】
[1] 王丽新, 石克华,吴银根.哮喘大鼠气道重塑模型与基质金属蛋白酶[J].中国现代临床医学,2005,4(7):1-4.
[2] 童夏生,李昌崇.中性粒细胞分泌功能与支气管哮喘[J].国际呼吸杂志,2006,26 (1): 45-48医.学全.在.线www.lindalemus.com.
[3] 童夏生,李昌崇,李绍波. 中性粒细胞及其CD11b 在大鼠哮喘中的表达及地塞米松调控[J]. 温州医学院学报,2005,35(3):207-210.
[4] 李昌崇, 童夏生, 阮正英,等.中性粒细胞弹性蛋白酶和IL-8 在大鼠哮喘中的作用及地塞米松调控[J]. 中华微生物学和免疫学杂志, 2005,25(9): 737-741.
[5] Matsumoto H,Niimi A,Takemura M,et a1.Relation ship ofairway wall thickening to an imbalance between matrix meta11oproteinase-9 and its inhibitor in asthma[J].Thorax, 2005,60(4):277.
[6] Hauk PJ, Krawiec M, Murphy J, et a1.Neutrophilic airway inflammation and association with bacterial lipopolysac- charide in children with asthma and wheezing[J]. PediatrPulmonol,2008,43(9):916-923.
[7] Erlewyn-Lajeunesse MD, Hunt LP,Pohunek P,et a1.Bronchoalveolarlavage MMP-9 and TIMP-1 in preschoolwheezers and theirrelationship to persistent wheeze[J]. Pediatr Res,2008,64(2):194-199.
[8] Chuang SS, Hung CH, Hua YM, et a1.Suppression of plasmamatrix metalloproteinase-9 following montelukast treat- ment in childhood asthma[J]. Pediatr Int,2007,49(6):918-922.