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白及多糖对PM2.5致小鼠亚急性损伤的防治作用研究
沈颖芝1，姚 玥1，丁兴红2，蒋福升3，金丽霞1，李美芽2，周芳美1＊
【摘 要】摘 要 目的：探讨白及多糖 对PM2.5致小鼠亚急性损伤的防治作用。方法：96只雄性
ICR小鼠随机均分为正常组、模型组、 白及多糖预保护组、白及多糖治疗组，白及多糖另设低、中
、高剂量。采用气管滴注PM2.5悬液的方 法建立小鼠亚急性肺损伤模型。预保护组和治疗组分别于
造模前后灌胃不同剂量的白及多糖溶液，均持续 1周。全自动血细胞分析仪检测小鼠外周血中嗜酸
性粒细胞(EOS)、中性粒细胞(NEUT)、单核 细胞(MONO)含量；计算比较肺、心脏、脾脏系数变化
；光镜下观察小鼠肺组织病理学变化；采用C BA法检测小鼠肺泡灌洗液(BALF)中TNF-α、IFN-γ、
MCP-1、IL-6、IL-1 0、IL-12水平。结果：模型组小鼠全肺系数和脾系数明显升高，BALF中六种细
胞因子表达不同 程度增强，外周血中EOS、NEUT、MONO分泌增加，差异均有统计学意义(P ＜
0.01) 。白及多糖预保护组和治疗组均能改善小鼠肺组织炎性浸润，调节肺、心脏、脾脏系数趋于正
常水平，抑 制BALF中免疫因子过度表达，缓解由局部经血液循环引发的全身炎症反应，与模型组比
较差异有统计 学意义(*P ＜ 0.05, **P ＜ 0.01)。结论：白及多糖能够有效预防和治疗PM2.5相关 疾
病，与减轻炎症和免疫损伤有关，显示白及抗雾霾具有良好的发展前景。
【期刊名称】《药物 资讯》
【年(卷),期】2018(007)006
【总页数】8
【关键词】关键词 白及多糖，PM2.5，亚急性损伤，防治作用
文章引用: 沈颖芝, 姚玥, 丁兴红, 蒋福升, 金丽霞, 李美芽, 周芳美.白及多糖对PM2.5致小鼠亚急性损
伤的防治作用研究[J].药物资讯, 2018, 7(6): 144-151.
Received: Oct.24th, 2018; accepted: Nov.7th, 2018; published: Nov.15th, 2018
Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC
BY).
http:ensesby4.0
1.引言
随着工业化和城 市化进程加快，由煤炭燃烧、汽车尾气排放等因素导致的大气污染严重影响人类健
康，其中以细颗粒物( PM2.5)危害性最强[1]，易引起系统性炎症反应，造成呼吸系统、心血管系统
、神经系统、生殖 系统等多方面病变[2]，甚至诱发癌症。因此，寻找有效防治雾霾的途径迫在眉睫
。

< br>中医倡导“正气存内，邪不可干”和“治未病”，强调“正气胜邪，祛邪外出方可平衡阴阳；或未
病先治以明摄生”，由此提出的“中药抗雾霾法”已经成为健康领域新的研究热点。传统中药白及
Ble tilla striata (Thunb.)Reiehb.f.盛产自云南、浙江、湖北、贵州等地，能够 止血、消肿、生肌、
抗炎、抑菌、镇痛等[3]，主治肺伤咳血、肺结核和矽肺，极具药用价值。在中医 理论指导下，本研
究探讨白及多糖对PM2.5所致亚急性损伤的防治作用和机制，旨在为中药抗雾霾研 究提供科学实验
依据，并可望今后应用于环境污染相关疾病的防治，具有十分重要的现实意义。
2.材料
2.1.动物
SPF级健康成年雄性ICR小鼠，体重20～25 g，购于上海斯莱 克实验动物有限责任公司提供(许可证
号：SCXK(沪)2012-000)，饲养于浙江中医药大学 动物实验研究中心，且本研究获得浙江中医药大
学实验动物伦理委员会批准。小鼠自由摄食饮水，适应性 喂养7 d后进入实验阶段。
2.2.药材
白及干燥块茎切片由浙江恩睿生物科技有限公司提供 ，经浙江中医药大学丁志山教授鉴定为紫花药
用白及块茎。
2.3.试剂与仪器
IL- 10试剂盒、IL-12试剂盒、MCP-1试剂盒、TNF-α试剂盒、IL-6试剂盒、IFN-γ试剂盒( 均由上海
信帆生物科技有限公司提供，批号2)，BCA蛋白定量试剂盒(康为世纪生物科技有限公司)，石英膜(GE Healthcare公司)，ECLIPSE Ti-DH荧光倒置显微镜(日本N ikon公司)，DS-580i全
自动血细胞分析仪(华创普惠医疗器械有限公司)，大流量大气颗粒 物采样器(青岛聚创环保设备有限
公司)，流式细胞仪(美国BD公司)。
3.方法
3 .1.白及多糖制备与纯化
干燥白及块茎切片粉碎过60目筛。准确称取，按照物料比1:30，加入蒸 馏水冷凝回流提取2次，每
次1.5 h，过滤，合并滤液，减压浓缩，缓慢加入3倍量95%乙醇，沉淀，4℃静置过夜，4200
rmin离心15 min，得白及粗多糖。采用Sevag法[4]去蛋白，冷冻干燥，称重，−20 ℃储存备用。
2.5采样与处理
2017年10月至同年11月，在浙江中医药大学经大流量大 气颗粒物采样器采用石英膜采样PM2.5。
将富载PM2.5细颗粒物的滤膜裁剪成1 × 1 cm大小，浸入超纯水，避光超声40 min × 2次，摇床
200 rmin洗脱样品16 h。 2次洗脱液经6层无菌纱布过滤，滤液真空冷冻干燥得PM2.5颗粒，称重
，−80℃避光储存备用。 用生理盐水配成浓度5 mgmL的PM2.5悬液，超声20 min，高温灭菌

，4 ℃保存，临用前充分混匀即可。
3.3.动物分组与给药
SPF级雄性ICR小鼠随机分成8组 (n = 12)。给药剂量分为3组：低剂量组，50 mg(kg·BW)；中剂量
组，200 mg(kg·BW)；高剂量组，400 mg(kg·BW)，上述药物剂量在实验室前期研究基础的指导下，通过预实验测试计算不同剂量小鼠的半数致死量得以确定。实验中另设预保护组、治疗组、正
常 对照组和模型对照组：预保护组于造模前灌胃相应剂量的白及多糖溶液，连续7 d；治疗组于造模
期间和造模后连续灌胃相应剂量的白及多糖溶液，共计7 d；正常对照组和模型对照 组均相应灌胃生
理盐水进行对照。
2.5染毒
采用气管滴注法染毒。用10%水合氯醛 麻醉小鼠后，用丝线挂住小鼠门牙将其悬挂在木板上(倾角约
60°)，用拇指、食指轻轻顺向拉出舌头 ；透射灯对准动物颈部打开光源；用咽拭子轻轻将咽部分泌
物擦净；手持套管针通过声门裂后，将动物垂 直位，套管针顺势下插至阻力大停止；此时若成功插
入气道，事先注入带有静脉留置针的PVC软管内的 PM2.5悬液会随着呼吸左右波动，以此确认插管
成功。迅速从气道拔出套管针，关闭光源，悬挂约5 ～10 s后将小鼠放下侧卧位放置，待麻醉苏醒后
放回鼠笼。单次滴注剂量为1.6 mL(kg·B W)，隔天染毒，共计4次。
3.5.指标检测
3.5.1.血细胞计数
10%水合氯 醛麻醉小鼠后摘眼球取血，血液流入EDTA抗凝管，即可颠倒混匀试管。经全自动血细
胞分析仪对嗜酸 性粒细胞(EOS)、中性粒细胞(NEUT)、单核细胞(MONO)进行计数分析。
3.5.2.脏 器系数测定
脱颈处死小鼠，解剖取肺、心脏、脾脏，生理盐水快速洗去血迹，滤纸吸干，称重，利用公式 计算
。
3.5.3.肺组织病理学改变
取肺，4%甲醛固定，乙醇脱水，二甲苯透明、 浸蜡，石蜡包埋，切片，经HE染色后中性树胶封片
，倒置显微镜下观察各组小鼠肺组织结构形态改变。
3.5.4.肺泡灌洗液(BALF)提取与指标分析
解剖小鼠暴露气管，用止血钳夹闭主气管 近喉端，缓慢注入0.5 mL生理盐水，然后缓慢抽出灌洗液
，操作同时轻按胸部以提高洗出率。如上 反复灌洗3次，得肺泡灌洗液。经4℃、3000 r·min−1离心
15 min，加入细胞裂解液后4℃静置30 min，再于4℃、1200 r·min−1离心30 min，取 上清液。按
照试剂盒说明书，采用流式液相多重蛋白定量技术(CBA法)检测肺泡灌洗液中TNF-α 、IFN-γ、

MCP-1、IL-6、IL-10、IL-12的表达水平。
3.6.统计学处理
采用Graph Pad Prism 5.0和SPSS 19.0统计软件进行实验数据分析，结果以±s表示。采用One-
way ANOVE比较多组间差异，采用One-way ANOVE和LSD检验方法分析组间差异，以P ＜
0.05或P ＜ 0.01表示差异有统计学意义。
4.结果
4.1.肺组织病理学 改变
经HE染色后光镜观察，结果如图1所示：正常组小鼠肺组织仅少量炎性细胞浸润，肺泡结构完整< br>，分布均匀，肺泡腔内无渗出物，肺泡间隔正常，小支气管壁结构较完整。模型组小鼠肺组织出现
大量炎性细胞，小支气管部分损伤，支气管肿胀，肺泡发生断裂、融合，肺泡腔增大，间隔增厚
，伴有明 显出血、渗出现象。白及多糖组小鼠肺组织炎性浸润明显改善，肺泡结构较完整，支气管
黏膜和支气管壁 较完整，出血、渗出减少。中、高剂量白及多糖的疗效优于低剂量，预保护组小鼠
的改善情况优于治疗组 。见图1。
4.2.对小鼠全肺、心、脾系数的影响
与正常组比较，PM2.5染毒后小鼠的全 肺系数和脾脏系数明显升高，但心脏系数下降，差异有统计
学意义(P ＜ 0.01)。与模型组比较 ，不同浓度的白及多糖组小鼠的全肺、心脏、脾脏系数均不同程
度下降，其中中剂量的白及多糖对小鼠脏 体比的影响最明显，差异有统计学意义(*P ＜ 0.05, **P ＜
0.01)。见表1。< br>4.3.对肺泡灌洗液(BALF)中免疫指标的影响
PM2.5染毒后肺泡灌洗液中 TNF- α、IFN-γ、MCP-1、IL-6、IL-10、IL-12含量增加，模型组与正
常组比较存在 显著性差异(P ＜ 0.01)。造模前后灌胃不同剂量的白及多糖溶液，均使上述细胞因子
表达水平 降低。预保护组中、低剂量和治疗组中剂量的白及多糖抑制效果最明显，各组表现出一定
的剂量-反应关 系。六因子中TNF-α、IFN-γ、IL-6表达更敏感。各剂量白及多糖组与模型组相比
，均在统 计学上存在显著差异(*P ＜ 0.05，**P ＜ 0.01)。见图 2。
4.4.血细胞计数 结果
PM2.5染毒诱发炎症反应，与正常组比较，模型组小鼠血液中的嗜酸性粒细胞(EOS)、中性 粒细胞
(NEUT)、单核细胞(MONO)含量明显增加，两组计数差异存在统计学意义(P ＜ 0 .01)。低、中、高
剂量白及多糖干预后，炎性细胞均减少，其中中剂量组细胞计数下降最显著(*P ＜ 0.05, **P ＜
0.01)。见图3。
5.结论

大气细 颗粒物PM2.5污染严重影响人类生活生产，威胁机体健康，对肺、心脏、肝脏、脑等均产生
不同程度 的毒效应[5][6][7][8]。某研究显示，虽然我国以煤烟主导的大气污染模式正逐步向煤–油复
合型转变，但目前煤炭污染仍较为严重，在燃油、燃煤、冶金、烟尘、交通、建筑六种主要污染源
中， 燃煤源在PM2.5组分中占比最大[9]。炎症反应是自身免疫系统主动抵御外界刺激并及时修复炎
性 损伤的一种防治措施[10]。PM2.5通过活化炎症细胞，调节炎症因子释放及其与细胞因子的相互
作用[11]，如PM2.5刺激能够导致TNF-α、IL-6、IL-12等炎性因子异常释放，免疫调节紊 乱，并趋
化嗜酸性粒细胞、中性粒细胞等过度表达引起炎症级联反应使局部损伤全身化[12]，促进局 部和系
统相关急慢性疾病的发生、发展。同时机体促炎和抑炎反应相互影响，如IL-10能够抑制单核 细胞分
泌IL-6、TNF-α、IL-12、IFN-γ等促炎因子[13]，通过负反馈机制调控免 疫系统动态平衡，减轻炎
性损伤。
依据中医学“固本扶正”的思想，从病机入手，标本兼顾。相 关研究表明，红景天能够抑制机体氧
化应激，改善肺功能；参莲能够抵抗炎症，修复细胞损伤；冬虫夏草 能够增强巨噬细胞的吞噬能力
，促进PM2.5超细颗粒物从肠道排出等[14][15][16]。现 代药理研究亦表明，白及具有多脏俱补的扶
正功效，尤在益气补肺[17]，其多糖成分具有调节免疫、 平衡炎症体系的作用[18]，能够提高自身
防御能力。本研究表明，不同浓度的白及多糖主要通过抑制 局部和全身多系统炎症反应，进一步提
高对PM2.5致亚急性损伤的修复能力，具体表现在能够不同程 度地减轻小鼠肺组织和气管的炎性浸
润，选择性地改善肺、心、脾等脏器代偿性肥大，有效抑制小鼠肺泡 灌洗液中TNF-α、IFN-γ、
MCP-1、IL-6、IL-10、IL-12的表达，此外也参 与调节外周血液循环中的炎症反应。另外关于药物
具体的干预机制和相互影响，尚需深入探究。综上所述 ，本研究为中医从“正气存内，邪不可干
”和“治未病”角度防治PM2.5相关疾病提供新思路，加之 多糖本身毒副作用少、生物活性广等特
点，使白及多糖的开发研究极具应用前景和卫生学意义。
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博士后科学基金资助(2016M592022)。