胰岛素样生长因子

胰岛素样生长因子1对肥胖型哮喘小鼠的作用

作者：王海涛 唐华平

来源：《青岛大学学报（医学版）》2020年第05期

[摘要] 目的 探讨胰岛素样生长因子-1（IGF-1）与瘦素、白细胞介素-6（IL-6）、免疫球蛋白-E（IgE）的相关性及其对肥胖型哮喘的作用。方法 C57BL/6J小鼠40只，随机分为对照组、肥胖组、哮喘组、肥胖型哮喘组，卵蛋白（OVA）腹腔注射构建哮喘模型，高脂饮食诱导肥胖。检测各组肺泡灌洗液（BALF）白细胞总数和分类计数，应用ELISA方法检测BALF和血清IGF-1、瘦素、IL-6、IgE水平，RT-PCR方法检测肺组织黏蛋白5AC（MUC5AC）mRNA表达。结果 肥胖型哮喘组、哮喘组和肥胖组的白细胞总数和各分类细胞数、MUC5AC

mRNA表达水平、IGF-1、瘦素、IL-6、IgE均高于对照组，且肥胖型哮喘组以上各指标均高于哮喘组，差异有统计学意义（F=119.3～3 447.3，P<0.05）。血清IGF-1水平与瘦素水平呈正相关（r=0.889，P<0.05），BALF中IGF-1与IL-6、IgE均呈正相关（r=0.940、0.905，P<0.05）。结论 IGF-1与IgE、瘦素、IL6存在正向调节关系，加重和促进肥胖型哮喘小鼠肺部炎症和气道黏液高分泌。

[关键词] 哮喘;小鼠，肥胖;胰岛素样生长因子Ⅰ;瘦素 [中图分类号] R562.25 [文献标志码] A [文章编号] 2096-5532（2020）05-0597-04

doi：10.11712/jms.2096-5532.2020.56.109 [开放科学（资源服务）标识码（OSID）]

[ABSTRACT] Objective To investigate correlation of insulin-like growth factor-1 （IGF-1）

with leptin， interleukin-6 （IL-6）， and immunoglobulin E （IgE） and its effect on obese

asthma. Methods A total of 40 C57BL/6J mice were randomly divided into control group， obesity

group， asthma group， and obese asthma group. Intraperitoneal injection of ovalbumin was

performed to establish a model of asthma， and high-fat diet was given to induce obesity. Total

leukocyte count and differential leukocyte counts in bronchoalveolar lavage fluid （BALF） were

measured; ELISA was used to measure the levels of IGF-1， leptin， IL-6， and IgE in serum and

BALF， and RT-PCR was used to measure the mRNA expression of mucoprotein 5AC

（MUC5AC） in lung tissue. Results Compared with the control group， the obese asthma group，

the asthma group， and the obesity group had significantly hi-gher total leukocyte count and

differential leukocyte counts， mRNA expression of MUC5AC， and levels of IGF-1， leptin， IL-6， and IgE， and the above indices were significantly higher in the obese asthma group than in the

asthma group （F=119.3-3 447.3，P<0.05）. The serum level of IGF-1 was positively correlated

with leptin （r=0.889，P<0.05）， and in BALF， IGF-1 was positively correlated with IL-6， and

IgE （r=0.940，0.905;P<0.05）. Conclusion IGF-1 has positive correlation with IgE， leptin， and

IL-6 and thus exacerbates and promotes lung inflammation and airway mucus hypersecretion in mice

with obese asthma.

[KEY WORDS] asthma; mice， obese; insulin-like growth factor Ⅰ; leptin

目前，哮喘和肥胖是世界面臨的重要公共卫生问题之一[1]。肥胖可诱发哮喘发作、加重哮喘症状，导致哮喘控制和住院治疗的效果较差[2]。肥胖型哮喘是一种复杂的综合征，其发生机制尚不清楚[3]。胰岛素样生长因子-1（IGF-1）在哮喘和肥胖的发生和发展中有重要作用[4]。本文通过研究IGF-1与瘦素、白细胞介素-6（IL-6）、免疫球蛋白-E（IgE）的相关性，为有效控制肥胖型哮喘提供新的思路及理论依据。现将结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验动物 取3周龄C57BL/6J健康小鼠40只，体质量10～12 g（购自北京维通利华实验动物技術有限公司），国际饲养标准、清洁环境饲养，普通颗粒饲料喂养，自由饮水摄食。室温保持在25～27 ℃，相对湿度50%～70%。 1.1.2 实验仪器与试剂 HD 001高脂饲料（北京博泰宏达生物技术有限公司）;卵蛋白（OVA，美国Sigma公司）;氢氧化铝凝胶（美国Sigma公司）;多功能诱咳引喘仪（YLS-8A，北京金洋万达科技有限公司）;酶标检测仪（BioTeK Epoch公司）;IL-6、IgE、瘦素ELISA检测试剂盒（华美生物公司）;IGF-1 ELISA检测试剂盒（上海酶联公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组与造模 40只小鼠适应性饲养1周后，随机分为对照组（A组）、肥胖组（B组）、哮喘组（C组）、肥胖型哮喘组（D组），每组10只。对照组、哮喘组给予常规饲料，肥胖组、肥胖型哮喘组给予高脂饲料，喂养8周。以第8周末作为第0天，在第1、7、14天给予哮喘组、肥胖型哮喘组小鼠腹腔注射OVA混悬液0.2 mL（含OVA 50 μg，氢氧化铝凝1 mg），第21天将小鼠置多功能诱咳引喘仪中，雾化吸入10 g/L OVA，连续雾化吸入3周，前7 d每天1次，然后改为隔日1次，每次0.5 h。对照组、肥胖组给予腹腔注射和雾化吸入等量的生理盐水。

1.2.2 小鼠体质量检测 小鼠适应性饲养1周后，称体质量。喂养8周后，再次称体质量。

1.2.3 标本采集 最后一次雾化结束后，腹腔注射100 g/L的水合氯醛0.2 mL麻醉小鼠，眼球后取血1 mL，静置1 h，离心机离心（4 ℃，4 000 r/min，10 min），留取血清。结扎右肺门，用无菌注射器以0.4 mL生理盐水缓慢灌洗左肺4次，收集肺泡灌洗液（BALF），应用离心机离心（4 ℃，3 000 r/min，10 min），留取沉淀和上清液。取小鼠肺组织，剪碎，液氮下研磨成组织匀浆。将上述收集到的标本置于-80 ℃冰箱中冻存备用。

1.2.4 BALF白细胞总数和分类计数 沉淀用100 μL PBS重悬，取50 μL滴于载玻片，高倍光镜下使用计数板计数白细胞总数。涂片，瑞氏染色，计数至少200个白细胞，根据细胞形态学计算各分类细胞数目和比例。

1.2.5 Real-time PCR（RT-PCR）检测肺组织黏蛋白5AC（MUC5AC）mRNA的表达 应用Trizol法提取肺组织总RNA，逆转录得到cDNA，-20 ℃保存。通过GenBank数据库检索小鼠MUC5AC的mRNA序列，以GAPDH为内参。引物由上海生工生物工程有限公司提供。所用引物及其序列见表1。行RT-PCR反应。MUC5AC mRNA的相对表达量采用2-△△Ct法计算。

1.2.6 血清IGF-1和瘦素水平检测 应用ELISA检测试剂盒，按说明书进行操作，酶标仪检测血清IGF-1、瘦素水平。

1.2.7 BALF中IGF-1、IL-6和IgE水平检测 应用ELISA检测试剂盒，按说明书进行操作，酶标仪检测BALF中IGF-1、IL-6和IgE水平。 1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析，计量资料结果以±s形式表示，多组数据比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验。相关性分析采用Pearson积矩相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组小鼠体质量比较

各组小鼠饲养1周的体质量差异无显著意义（P>0.05）。饲养8周后，肥胖组和肥胖型哮喘组小鼠的体质量大于对照组，差异有统计学意义（F=1 585.6，P<0.05）;肥胖组与肥胖型哮喘组比较差异无显著性（P>0.05）。高脂饮食小鼠的体质量超过普通饮食大鼠的20%，达到肥胖标准[5]。见表2。

2.2 各组小鼠哮喘急性发作症状比较

在最后一次雾化吸入过程中，肥胖型哮喘组10只小鼠和哮喘组7只小鼠呼吸加深加快、躁动不安，在雾化箱里活动十分活跃，偶有大小便增加等急性发作症状;其中4只肥胖型哮喘小鼠甚至出现呼吸减慢、行动迟缓、大小便失禁现象。对照组和肥胖组小鼠呼吸频率、行为、饮水饮食以及大小便等未出现类似表现。实验过程中40只小鼠均无死亡。

2.3 各组BALF白细胞总数和分类计数比较

肥胖型哮喘组、哮喘组和肥胖组BALF的白细胞总数、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和淋巴细胞高于对照组哮喘组低于肥胖型哮喘组，差异有显著意义（F=201.7～3 447.3，P<0.05）。肥胖型哮喘组和哮喘组的单核粒细胞数低于对照组和肥胖组，差异有显著性（F=1 622.3，P<0.05）。见表3。