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前言:
气管哮喘是严重威胁人类健康的慢性呼吸系统疾病,全球约有3亿患者。哮喘的发病机制非常复杂,至今尚未完全阐明。近年来,随着分子生物学、遗传学、免疫学、细胞生物等技术的广泛应用,对哮喘发病机制的研究已经取得很大进展。认为其发生机制是Th1/Th2细胞系统功能失衡和Th2细胞优势分化,有利于Th2型细胞因子如IL-4的产生,诱导了IgE类抗体产生水平升高,肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞参与,表现以支气管平滑肌收缩为主的过敏反应性症状。大蒜(garlic)为百合科葱属植物,性温味辣,具有抗菌、消炎、祛风、止痢、散痈消毒等功效。目前研究较多并且可以人工提取的有效成分是大蒜素(Allicin)。近年来日本学者发现在控制湿度和温度的情况下,普通的鲜(白)大蒜经过一定处理可由白色变成黑色(称为黑大蒜)。Sasaki等和本实验室的研究已证明黑大蒜较鲜大蒜含有更多的S-烯丙基-L-半胱氨酸,对Th1型免疫应答功能有促进作用。为此,本实验通过建立小鼠哮喘模型,观察其经黑大蒜提取物处理后,小鼠体内细胞因子IFN-γ、IL-4和IL-33、特异性抗体IgE及嗜酸性粒细胞含量的变化等情况,为证实黑大蒜提取物能够抑制哮喘的形成及其作用的相关机制提供理论及实验依据。
实验方法:
1、实验动物及主要试剂BALB/c小鼠。
鸡卵蛋白(OVA),氢氧化铝,富马酸酮替芬片,鲜大蒜和黑大蒜提取物,细胞因子IFN-γIL-4和IL-33检测川ELISA试剂盒,IgE检测试剂盒,PBS溶液,Hinkelmann稀释液。
2、实验动物分组及处理
实验小鼠随机分为5组,即空白组、阴性组、药物组,鲜大蒜组和黑大蒜组。各组小鼠(空白组以PBS代替)均分别于第0、7、14天腹腔注射毁敏液。第21-23天诱发哮喘,每天诱发一次。其中药物组,鲜大蒜组和黑大蒜组均于每次诱发后分别立即给予腹腔注射富马酸酮替酚溶液,鲜大蒜提取物溶液和黑大蒜提取物溶液进行治疗。阴性组于每次激发后腹腔注射PBS。空白组用:PBS替代诱发液进行同样雾化吸入,然后腹腔注射PBS。
3、样品的采集与指标检测
(1)小鼠血清中细胞因子IFN-γ、IL-4和IL-33的检测末次处理后眼球取血,离心收集血清。采用ELISA法检测血清中IFN-γ、IL-4和IL-33的水平。
(2)小鼠血清中IgE的检测末次处理后眼球取血,离心收集血清。采用ELISA法检测血清中IgE的水平。
(3)小鼠全血中嗜酸性粒细胞的检测末次处理后眼球取血,采用直接计数法检测全血中嗜酸性粒细胞的水平。
(4)统计学处理采用SPSS软件对实验数据进行单因素方差分析,计量数据以均数±标准差(x±s)表示,单因素方差分析显示组间差异有统计学意义后,进一步以q检验进行组间两两比较,P＜0.05为差异具有统计学意义。
实验结果:
1、黑大蒜提取物对实验小鼠血清中细胞因子IFN-γ、IL-4和IL-33的影响
各组小鼠经处理后,小鼠血清细胞因子水平结果为:①IFN-γ:阴性组水平显著低于空白组水平,(P＜0.001),黑大蒜组和鲜大蒜组水平均明显高于阴性组水平(P＜0.001),且黑大蒜组水平明显高于鲜大蒜组水平(P＜0.001)。但均末完全恢复到空白组和药物组水平。②IL-4:阴性组水平显著高于空白组水平(P＜0.001)。黑大蒜组和鲜大蒜组水平均明显低于阴性组水平(P＜0.001),且黑大蒜组水平明显低于鲜大蒜组水平(P＜0.05)。黑大蒜组已基本恢复剑空白组水平。黑大蒜组和鲜大蒜组水平与药物组水平显示几乎同样的结果。③IL-33:阴性组水平显著高于空白组水平(P＜0.001)。黑大蒜组和鲜大蒜组水平均明显低于阴性组水平(P＜0.01);黑大蒜组水平低于鲜大蒜组水平,但二者之间未见无统计学意义(P＞0.05)。黑大蒜组对IL-33产生的抑制作用不及药物组(P＜0.05)。
2、黑大蒜提取物对小鼠血清中IgE的影响
各组小鼠经处理后,小鼠血清中IgE水平的检测结果为:阴性组水平显著高于空白组水平(P＜0.001),黑大蒜组和鲜大蒜组水平均明显低于阴性组水平(P＜0.001),且黑大蒜组水平更明显低于鲜大蒜组水平(P＜0.05)。黑大蒜组抑制IgE产生可达药物组水平。
3、黑大蒜提取物对小鼠全血中嗜酸性粒细胞的影响
各组小鼠经处理后,小鼠血清中嗜酸性粒细胞水平的检测结果为:阴性组水平显著高于空白组水平(P＜0.001),黑大蒜组和鲜大蒜组水平均明显低于阴性组水平(P＜0.001),且黑大蒜组水平更低于鲜大蒜组水平(P＜0.05),但未能降低到药物组水平(P＜0.05)。
结论:
1、黑大蒜提取物能够使哮喘模型小鼠体内TH1型细胞因子产生水平升高,Th2型细胞因子水平降低,纠正Th1/Th2型免疫应答失衡。
2、黑大蒜提取物能够使特异性IgE类抗体产生减少,减轻哮喘症状。
3、黑大蒜提取物可以下调哮喘模型小鼠全血中嗜酸性粒细胞水平,从而遏制小鼠哮喘发生和发展。