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研究文章

穴位贴敷疗法通过调节ILC2细胞数量缓解过敏性哮喘小鼠的2型气道炎症

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DOI:

10.3791/71749

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2026年9月1日

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* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本方案描述了建立卵清蛋白(OVA)诱导的过敏性哮喘(AA)小鼠模型,用于通过降钙素基因相关肽(CGRP)/受体活性修饰蛋白1(RAMP1)通路调控肺部2型固有淋巴细胞(ILC2s),评估克喘定穴位贴敷疗法(KAST)对2型气道炎症的治疗机制。

摘要

穴位贴敷疗法(KAST)已被证明能有效改善过敏性哮喘(AA)患者的气道炎症;然而,其潜在的作用机制尚不明确。本研究旨在从神经-免疫角度探讨KAST在过敏性哮喘小鼠模型中的治疗机制。建立卵清蛋白(OVA)诱导的过敏性哮喘小鼠模型,并对小鼠实施KAST治疗。通过流式细胞术、苏木精-伊红(HE)染色和免疫组化方法评估KAST对肺组织2型固有淋巴细胞(ILC2s)及2型气道炎症的影响。采用蛋白印迹法(WB)和酶联免疫吸附测定(ELISA)检测肺组织中降钙素基因相关肽(CGRP)蛋白水平。在过敏性哮喘小鼠中经鼻给予CGRP或CGRP受体抑制剂BIBN-4096,以探究CGRP/受体活性修饰蛋白1(RAMP1)通路对ILC2s及2型气道炎症的调控作用。结果显示,KAST减少了ILC2s数量并缓解了2型气道炎症,同时伴随肺组织中CGRP表达降低。经鼻给予CGRP可增加肺内RAMP1+ILC2s和总ILC2s数量,并加重2型气道炎症;相反,经鼻给予BIBN-4096则减少肺ILC2s并减轻2型气道炎症。KAST通过下调CGRP/RAMP1通路进而抑制肺ILC2s,从而减轻过敏性哮喘的气道炎症,药理学抑制实验进一步支持了这一机制。

引言

变应性哮喘(AA)是哮喘最常见的表型,在中国占所有哮喘病例的60%–80%1。其特点是患病率高且疾病控制不理想,严重影响患者的生活质量,并带来显著的经济负担2,3,4,5。尽管吸入性糖皮质激素(ICS)仍是临床治疗的主要手段6,但部分患者对其反应有限,且长期使用常伴随不良反应,并无法阻止疾病进展7。因此,开发安全有效的新型治疗策略仍是临床和科研领域的重点方向。克喘汀穴位贴敷疗法(KAST)是一种中医外治法,可通过透皮递送活性成分,潜在避免肝脏首过效应,并减少全身性不良反应8,9。临床研究表明,KAST可缓解哮喘症状,部分恢复肺功能,并提高患者的生活质量10,11,12。同时,血清代谢组学、网络药理学以及采用哮喘动物模型的研究提示,KAS....

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方案

所有动物实验均按照美国国家科学院出版的《实验动物护理和使用指南》进行。本方案已获得南京中医药大学附属医院动物伦理委员会批准(批准号:2023DW-059-01)。本研究中使用的所有材料、试剂、工具和软件的完整清单详见材料表。

实验动物与分组

从南京中医药大学实验动物中心(许可证号:SYXK (苏) 2018-0049)获取健康的雌性BALB/c小鼠(SPF级,8–10周龄)。动物在标准条件下饲养,光照/黑暗周期为12小时,温度保持在24–26 °C。提供无菌食物和水,自由摄取,定期更换垫料,并常规清洁笼具。经过7天适应期后,将小鼠随机分为六组(每组n = 7):正常组、模型组、CGRP组、BIBN-4096组、KAST组和KAST + CGRP组。采用计算机生成的随机数字表对动物进行随机分组,分组信息在干预措施分配前对研究人员设盲。为优化组织利用,将随机分组后的肺组织样本(每组n = 7)系统分配至不同的处理流程中,各特定组织学和分子检测所分析的实际样本量(n = 5、4或3)在相应图注中明确标示。所有数据均纳入分析,无剔除数据。

KAST 制剂的制备

该制剂由南京中医药大学附属医院药学部制备

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结果

KAST 减少肺部 ILC2 细胞并缓解 2 型气道炎症

为研究KAST的治疗效果,建立了OVA诱导的AA小鼠模型,并在肺俞(BL13)、膈俞(BL17)、脾俞(BL20)和肾俞(BL23)穴位贴敷药 patch 进行治疗(图1A建模后,AA小鼠体重下降,而与模型组相比,KAST小鼠体重显著增加(图1B)。肺系数作为肺部炎症的指标,在AA小鼠中升高,但在给予KAST后显著降低(图1C)。行为学评估显示,AA小鼠鼻部抓挠和打喷嚏行为增加,KAST可显著缓解这些症状图1D–E)。全身体积描记法显示,AA小鼠的Penh值(提示气道高反应性)升高,但在治疗后降低,表明肺功能改善(图1F)。苏木精-伊红染色的组织病理学分析显示,与.......

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讨论

AA 的治疗面临多种局限性,包括长期用药相关的副作用、症状控制不完全以及频繁复发。尽管传统药物治疗有效,但常伴随不良后果,例如对糖皮质激素的依赖26,27。相比之下,KAST 为 AA 的管理提供了一种安全、经济且便捷的替代方案。临床证据表明,KAST 可通过调节肺部免疫功能有效缓解哮喘症状28。在本研究中,我们进一步证实,KAST 通过抑制 CGRP/RAMP1 通路并减少 ILC2s 数量,从而减轻 AA 小鼠的 2 型气道炎症。

固有免疫,特别是2型固有淋巴细胞(ILC2s),在过敏性哮喘(AA)中2型气道炎症的启动、放大和维持过程中发挥着不可或缺的作用29。在过敏原暴露后,ILC2s迅速响应上皮细胞来源的警报素,数小时内即大量分泌IL-5和IL-13,从而触发2型炎症反应30,

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金(编号:82274632)、江苏省中医药领军人才培育项目(编号:SLJ0309)、江苏省自然科学基金(编号:BK20231381)、江苏省中医药科技发展计划项目(编号:ZT202205)以及南京中医药大学教育部针灸与医学研究重点实验室(编号:AML202304)的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
3M 医用透气胶带3M, USA1530C贴片固定
乙酰胆碱氯化物Sigma-Aldrich, USAA6625支气管激发
Agilent 2100 生物分析仪Agilent Technologies, USAG2939BARNA 质量与完整性评估
Alexa Fluor 488 羊抗兔 IgG(H+L)Thermo Fisher Scientific, USA(custom order)免疫荧光(二抗)
氢氧化铝Sigma-Aldrich, USA239186佐剂
抗 CGRP 抗体(兔)Abcam, UKab81887Western blot / IF
BALB/c 小鼠(雌性,SPF 级,8–10 周龄,18–22 g)Sibelfu (Suzhou) Biotechnology Co., Ltd.B202407260106动物模型
BB700 大鼠抗小鼠 CD90.2(克隆 53-2.1)BD Biosciences, USA566465流式细胞术
BD FACSCanto II 流式细胞仪BD Biosciences, USAFACSCanto II流式细胞术
BIBN-4096(Olcegepant 盐酸盐)MedChemExpress LLC, USAHY-10095ACGRP 受体拮抗剂
生物素-谱系抗体混合物BD Biosciences, USA(Customized, clones as described)流式细胞术
Brilliant Violet 605 链霉亲和素BD Biosciences, USA563260流式细胞术
BSA 白蛋白 V 型BioFroxx (neoFroxx GmbH), Germany4240GR100封闭
降钙素/CALCA 蛋白MedChemExpress LLC, USAHY-P77587CGRP 干预
CD11c/ITGAX 抗体(兔)Abmart, Shanghai, ChinaMU115408S免疫荧光
柠檬酸抗原修复缓冲液Boster, ChinaAR0024免疫组织化学
DAPI 染色液Beyotime, Shanghai, ChinaC1006细胞核染色
ddH2O(双蒸水)Sigma-Aldrich, USA10977015蛋白复性与粉末溶解
DESeq2Bioconductor (R package)Version 1.42.0差异表达分析软件
DNase IRoche Diagnostics, Germany10104159001肺组织消化
驴抗小鼠 IgG H&L(Alexa Fluor 555)Abcam, UKab150106免疫荧光(二抗)
ECL 底物(超灵敏)Nanjing Lanken Biotech, China–Western blot 化学发光
增强型 BCA 蛋白定量试剂盒Beyotime, Shanghai, ChinaP0010蛋白定量
伊红 Y 染色液Sigma-Aldrich, USAHT110216组织学(HE 染色)
乙醇(无水,分析纯)Sinopharm Chemical Reagent, China10009218组织脱水与组织学
F4/80 抗体(小鼠,克隆 C-7)Santa Cruz Biotechnology, USAsc-377009免疫荧光
fastp开源(GitHub)Version 0.23.4RNA-seq 原始数据质控软件
FITC 抗小鼠 CD45(克隆 30-F11)BD Biosciences, USA553080流式细胞术
FlowJoBD Biosciences, USA10流式细胞术分析
GAPDH 单克隆抗体(小鼠)Proteintech, Wuhan, China60004-1-IgWestern blot
GATA3 抗体(小鼠,克隆 L50-823)Santa Cruz Biotechnology, USAsc-268免疫荧光
Ghost Dye Red 780Tonbo Biosciences, USA13-0865-T100死细胞排除
山羊抗兔 IgG(H+L)交叉吸附二抗Thermo Fisher Scientific, USAA11008免疫荧光(二抗)
GraphPad PrismGraphPad Software, USA10.1.2统计分析
苏木精溶液(Harris)Sigma-Aldrich, USAHHS16组织学(HE 染色)
HISAT2约翰霍普金斯大学(开源)Version 2.2.1RNA-seq 参考基因组比对软件
HRP 标记山羊抗小鼠 IgG(H+L)Proteintech, Wuhan, ChinaSA00001-1Western blot(二抗)
HRP 标记山羊抗兔 IgG(H+L)Proteintech, Wuhan, ChinaSA00001-2Western blot(二抗)
HTSeq-countEMBL(Python 工具)Version 2.0.3RNA-seq 基因组特征读数计数工具
过氧化氢(H2O2,3% 溶液)Sigma-Aldrich, USAH1009内源性过氧化物酶封闭
iFluor™ 488 标记山羊抗兔 IgG 抗体Huabio, ChinaHA1121免疫荧光(二抗)
IL-4 单克隆抗体Proteintech, Wuhan, China66142-1-IgWestern blot
IL13 抗体Affinity Biosciences, USADF6813Western blot
IL5 抗体Affinity Biosciences, USAAF5123Western blot
Illumina Novaseq 6000Illumina, USA–RNA 测序
ImageJNIH, USA1.8Western blot 定量
Image-Pro PlusMedia Cybernetics, USAVersion 6.0图像光密度定量
KAST 中药复方制剂南京中医药大学附属医院药剂科–干预
KLRG1 单克隆抗体(2F1)Thermo Fisher Scientific, USA58-5893-82免疫荧光
Leica LAS XLeica Microsystems, Germany4.5免疫荧光定量
Leica STELLARIS 8 DIVE 共聚焦显微镜Leica Microsystems, GermanySTELLARIS 8免疫荧光成像
Liberase TMRoche Diagnostics, Germany5401119001肺组织消化
蛋白 Marker(预染蛋白 Ladder)NCM Biotech, Suzhou, ChinaP9001Western blot
小鼠 CGRP ELISA 试剂盒Aifang Biotechnology, Hunan, ChinaAF2491-AELISA
小鼠 IL-13 ELISA 试剂盒Aifang Biotechnology, Hunan, ChinaAF-02456M1ELISA
小鼠 IL-4 ELISA 试剂盒Aifang Biotechnology, Hunan, ChinaAF-02448M1ELISA
小鼠 IL-5 ELISA 试剂盒Aifang Biotechnology, Hunan, ChinaAF-11729M1ELISA
中性树胶封片剂Sinopharm Chemical Reagent, China10014061组织切片封片
正常山羊血清(用于封闭)Abcam, UKab7481免疫组织化学/IF 封闭
OCT 包埋剂Sakura, USA4583冷冻切片包埋
一步法 PAGE 凝胶快速制备试剂盒Vazyme, Nanjing, ChinaE303-01SDS-PAGE 凝胶制备
卵清蛋白(OVA)Sigma-Aldrich, USAA5503致敏/激发
多聚甲醛(4% PBS 溶液)Biosharp, ChinaBL539A组织固定
PE 抗小鼠/人 KLRG1(克隆 2F1)BD Biosciences, USA564022流式细胞术
磷酸酶抑制剂混合物(50×)Beyotime, Shanghai, ChinaP1092蛋白提取
多聚赖氨酸溶液Boster, ChinaAR0003组织切片涂层
蛋白酶与磷酸酶抑制剂NCM Biotech, Suzhou, ChinaP002蛋白提取
PVDF 膜(0.22 μm)Merck Millipore, USAISEQ00010Western blot
RAMP1 多克隆抗体(兔)Proteintech, Wuhan, China10327-1-AP免疫荧光
红细胞(RBC)裂解缓冲液Beyotime, Shanghai, ChinaC3702流式细胞术样本制备
RIPA 裂解缓冲液(强)Beyotime, Shanghai, ChinaP0013B蛋白提取
RPMI-1640 培养基Thermo Fisher Scientific, USA11875093组织细胞消化基础培养基
SuperKine™ 增强型抗荧光淬灭封片液武汉雅科因生物科技有限公司BMU104免疫荧光封片
曲拉通 X-100(去垢剂)Sigma-Aldrich, USAT8787免疫荧光通透
TRIzol 试剂Thermo Fisher Scientific, USA15596026RNA 提取
VAHTS Universal V10 RNA-seq 文库构建试剂盒Vazyme, Nanjing, ChinaNR605-01RNA-seq 文库构建
全身体积描记系统广元达,北京,中国WBP-4肺功能(Penh)
二甲苯(分析纯)Sinopharm Chemical Reagent, China10023418脱蜡与透明

参考文献

  1. Chinese guidelines for the diagnosis and treatment of allergic asthma (2019, the first edition). Zhonghua Nei Ke Za Zhi. 2019;58(9):636-55.
  2. Huang K, et al. Prevalence, risk factors, and management of asthma in China: a national cross-sectional study. LANCET. 2019;394(10196):407-18.
  3. Zhou J, et al. Characteristics of different asthma phenotypes associated with cough: a prospective, multicenter survey in China. Respir Res. 2022;23(1):243.
  4. Venkatesan P. 2023 GINA report for asthma. Lancet Respir Med. 2023;11(7):589.
  5. Schatz M, Rosenwasser L. The allergic asthma phenotype. J Allergy Clin Immunol Pract. 2014;2(6):645-8; quiz 9.
  6. Reddel HK, ....

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