基本信息
- 项目名称：
- 维吾尔药大苞荆芥总多糖对哮喘大鼠转录因子和细胞因子的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 为探讨维吾尔药大苞荆芥总多糖对大鼠转录因子和细胞因子的影响，我们将大鼠随机分为五组，分别为正常对照组，哮喘组，地塞米松组，大苞荆芥高、低剂量组，用ELISA法检测血清细胞因子的水平，取肺组织用RT-PCR法检测转录因子T-bet﹑GATA-3﹑ROR-γt的变化，HE染色观察病理改变。结论为大苞荆芥总多糖可能通过抑制炎性细胞因子的释放，影响相关细胞的分化，最终改善哮喘的炎症反应。
- 详细介绍：
- 支气管哮喘 (bronchial asthma,简称哮喘)是由多种细胞如嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T细胞、中性粒细胞、气道上皮细胞等和细胞组分（cellular elements）参与的气道慢性炎症性疾病。哮喘发病率在世界范围内呈上升趋势。在我国43个城市的调查中显示儿童哮喘患病率为0.25 %～4.63 %，明显高于成人。 Th1/Th2细胞失衡是其发病经典机制，Th17细胞作用机制也是本世纪最新发现的，在这两种机制中，研究较为透彻的是IL-4、IL-6、IL-17、IFN-γ等细胞因子以及T-bet﹑GATA-3﹑ROR-γt等转录因子，在哮喘发病中，Th1、Th2特异性转录因子T-bet与GATA-3的交互抑制作用决定了Th1和Th2的分化，最终使Th2细胞优势应答，其特征性细胞因子IL-4等相应高表达，Th1特征性细胞因子IFN-γ等水平明显降低；在转录因子ROR-γt作用下，Th17细胞水平的增高及其细胞因子的高表达也在哮喘发病中起到重要的作用。 目前，治疗哮喘主要以糖皮质激素为主，但诸多的不良反应限制了它的使用。新疆维吾尔人民在长期与哮喘斗争过程中，发现了治疗哮喘的良方——大苞荆芥。据维吾尔药志记载，大苞荆芥具有镇咳平喘之功效，维吾尔医常用它治疗咳嗽，气喘等症，疗效显著，且临床未见报道其不良反应。因此，本研究对大苞荆芥治疗哮喘的作用机制进行了初步探索。在研究中，我们将上述提及的细胞因子及转录因子作为本实验的研究重点。将大鼠随机分为正常对照组、哮喘组、地塞米松组、大苞荆芥总多糖低、高剂量组；除正常对照组外，其余各组大鼠用卵清白蛋白致敏和激发，建立哮喘模型。用ELISA法检测血清IL-4、IL-6、IL-17和IFN-γ水平，用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测各组大鼠肺组织T-bet﹑GATA-3﹑RORγt的mRNA表达水平，肺组织HE染色观察病理改变。结果: 肺组织HE染色结果显示，与正常对照相比，哮喘组管腔收缩明显，大量的炎性细胞浸润，支气管黏膜增生水肿。大苞荆芥总多糖治疗后管腔扩大，炎细胞减少，炎症表现明显减轻。RT-PCR结果显示哮喘组肺组织T-bet、GATA-3和RORγt mRNA水平较正常对照组均有显著性差异（P＜0.05）；各治疗组肺组织GATA-3﹑RORγt表达水平显著降低，而T-bet的表达水平显著增高，差异均有统计学意义(P＜0.05)。ELISA结果显示相较于正常对照组，哮喘组血清IL-4、IL-6、IL-17的水平明显升高，IFN-γ水平明显降低（P <0.05），与哮喘组相比，各治疗组血清IL-4、IL-6、IL-17水平明显降低，IFN-γ水平明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）, 总多糖高剂量组各指标与地塞米松组无显著性差异；相关性分析显示各组大鼠血清IL-4与IFN-γ水平呈负相关关系（r=-0.443，P＜0.05），IL-4与IL-6、IL-4与IL-17，IL-6与IL-17均呈正相关关系（r分别为0.796、0.462和0.638， P＜0.05）。 综上所述，大苞荆芥总多糖可能在转录水平对Th1﹑Th2和Th17的分化进行调节，同时抑制IL-4、IL-6 、IL-17等炎症细胞因子的释放，发挥抗炎作用。据科技查新结果，本实验是国内外首次研究大苞荆芥多糖对哮喘Th1/Th2细胞失衡以及对Th17细胞相关因子的影响。此外，本实验深入开展民族传统疗法研究，提供维吾尔药大苞荆芥多糖对哮喘治疗的实验依据，从而为哮喘治疗提供新思路。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 观察维吾尔药大苞荆芥总多糖对哮喘发病有关细胞因子的作用，探寻其治疗哮喘的部分机制，为今后临床应用提供实验依据。将大鼠完全随机分为5组，除正常对照组外，其余组建立哮喘模型，分别对其中3组予以糖皮质激素、高、低剂量大苞荆芥总多糖干预治疗，最终观察大苞荆芥总多糖高、低剂量组对哮喘相关细胞因子和转录因子的影响，并取大鼠肺组织镜下观察病理改变。
科学性、先进性及独特之处
- 1.国内外首次研究大苞荆芥总多糖对哮喘Th1/Th2失衡状态及Th17细胞相关因子的影响。 2.国内外首次研究了大苞荆芥总多糖对转录因子T-bet﹑GATA-3﹑RORγt影响。 3.深入开展民族传统医药研究，为哮喘治疗提供新思路。 4.建立规范的动物模型，用ELISA和RT-PCR等技术对哮喘相关细胞因子和转录因子进行检测，探寻大苞荆芥多糖治疗哮喘的作用机制，为其临床应用提供实验依据。
应用价值和现实意义
- 1.本研究探讨维吾尔药大苞荆芥治疗哮喘的部分机制，为其临床开发新药及推广大苞荆芥的使用提供实验依据，并为后续的研究奠定了重要的基础。 2.近年在新疆人工种植大苞荆芥获得成功，为开发和利用大苞荆芥的药用价值提供了充足的物质资源。 3.本研究将为新疆地区开发特色经济产业注入新的活力，并有助于其在临床实践中得到更为广泛的应用，更好的服务于人民。
学术论文摘要
- 目的：研究维吾尔药大苞荆芥总多糖对哮喘大鼠细胞因子及T-bet﹑GATA-3﹑RORγt表达水平的影响，探讨其治疗哮喘的作用机制。方法：将大鼠随机分为正常对照组、哮喘组、地塞米松组，大苞荆芥总多糖低、高剂量组；用ELISA法检测IL-6、IL-17和IFN-γ水平，用RT-PCR法检测T-bet﹑GATA-3﹑RORγt水平，肺组织HE染色镜下观察。结果:与哮喘组相比，多糖治疗后管腔扩大，炎细胞减少。RT-PCR结果显示 T-bet、GATA-3和RORγt mRNA水平较正常对照组均有显著性差异；各治疗组GATA-3﹑RORγt表达水平显著降低，而T-bet的表达水平显著增高，差异均有统计学意义。ELISA结果显示各治疗组IL-4、IL-6、IL-17水平较哮喘组明显降低，IFN-γ水平明显升高，差异有统计学意义；总多糖高剂量组各指标与地塞米松组无显著性差异；相关性分析显示各组大鼠血清IL-4与IFN-γ水平呈负相关关系，IL-4、IL-6、IL-17两两间均呈正相关关系。结论：大苞荆芥总多糖可能对相关细胞的分化进行调节，同时抑制炎症细胞因子的释放，发挥抗炎作用。
获奖情况
- 2011年“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“新疆省一等奖” 张萌,马东华,金虹,等.维吾尔药大苞荆芥总多糖对哮喘大鼠细胞因子的影响[J].免疫学杂志(待发表）
鉴定结果
- 多位专家认为该研究具有很好的地域与民族特色，该研究为国内外首次进行，创新性强，现实意义重大，实验设计合理，技术路线思路清晰，结果可信，结论明确，论文撰写规范，逻辑性强，是一篇优秀的科技论文。
参考文献
- [1]刘勇民,沙吾提•伊克木.维吾尔药志（上册）[M].乌鲁木齐∶新疆人民出版社,1999: 426-429. [2]Choi.IS. Gender-Specific Asthma Treatment[J].Allergy Asthma Immunol Res. 2011,3(2):74-80. [3]Moghadam.SK,Werth.VP. Prevention and treatment of systemic glucocorticoid side effects[J]. Int J Dermatol. 2010 March ; 49(3): 239–248. [4]Perić A, Vojvodić D, Radulović V,et al. Correlation between cytokine levels in nasal fluid and eosinophil counts in nasal polyp tissue in asthmatic and non-asthmatic patients.Allergo lmmunopathol(Madr) In press.2011.doi:10.1016 / j.aller .2010 .05.001 [5]马秀敏,徐 琦,侯 敏,等.细粒棘球蚴感染对哮喘大鼠血清IL-17水平及Th1/Th2平衡的影响[J] . 免疫学杂志, 2011;27(2):110-113. [6]Bruni FM, De Luca G, Venturoli V, et al. Intranasal corticosteroids and adrenal suppression [J]. Neuroimmunomodulation. 2009, 16(5):353-362. [7]Bates.JH, Rincon.M, Irvin.CG. Animal models of asthma [J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2009,297（3）:401-410.
同类课题研究水平概述
- 支气管哮喘是由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。哮喘发病率在世界范围内呈上升趋势。据统计全球约有3亿哮喘患者。 近年来，国内外对哮喘的机制及其防治的研究有了很大进展: 在哮喘的发病过程中，细胞因子( 如白细胞介素、干扰素等) 与炎症细胞( 如肥大细胞，嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞等) 的分化，激活和聚集，以及抗体( 如 IgE 等) 的生成和粘附分子的表达密切相关，多种因素作用最终引起的Th1/Th2细胞比例失衡贯穿于哮喘的各个阶段，特征性细胞因子如IL-4、IFN-γ等水平也有相应的变化。Th1、 Th2特异性转录因子T-bet与GATA-3的交互抑制作用也是决定Th1和Th2极性分化的关键因素，在支气管哮喘发病时表现为Th2细胞优势应答。国外近年研究发现Th17细胞亚群是一类不同于Th1和Th2的细胞亚群，它分泌的IL-17、IL-6等细胞因子也在哮喘发病中起到重要的作用。最近研究发现，孤独受体(RORγt)，是控制Thl7分化关键的转录因子，也越来越受到国内外研究者的重视。 国内外在其治疗中应用最广泛的药物是糖皮质激素，但该类药物长期使用可引起全身性不良反应，例如股骨头坏死，糖尿病等。最近，部分研究提出免疫调节剂、细胞因子拮抗剂以及基因治疗、热成型治疗等新治疗思路，但在临床上的应用与推广还不够成熟，近几年民族医药的开发与利用备受重视。因此，本实验以维吾尔药大苞荆芥总多糖为研究对象，为寻找全新以及安全性的药物提供新的思路。 新疆的特殊地理气候使哮喘发病率居高不下，维吾尔医学是新疆维吾尔人民与疾病长期斗争过程中所形成的独具一格的医学体系，在治疗哮喘方面有许多良药，如大苞荆芥。维吾尔医常用它治疗咳嗽、气喘、感冒发烧等症。《维吾尔药志》记载：大苞荆芥有解除支气管痉挛、镇咳平喘之功效。 近年在新疆人工种植大苞荆芥获得成功，为开发利用大苞荆芥的药用价值提供了充足的物质资源。大苞荆芥治疗哮喘疗效显著，根据科技查新后，发现本研究为国内外首次进行，本实验旨在探讨维吾尔药大苞荆芥总多糖对哮喘相关细胞因子和转录因子的影响，为临床治疗哮喘提供新思路，为推广大苞荆芥的使用提供科学的实验依据。
