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维生素D 是人体必需的重要营养素,目前口服补充维生素D 已经被现代医学广泛用来预防佝偻病。然而维生素D 对免疫系统的影响尚未引起人们足够的重视。Litonjua等在2007年提出维生素D 缺乏是导致哮喘等过敏性疾病增加的原因之一。由于需要满足胎儿和新生儿对维生素D的需要,妊娠和泌乳期妇女容易发生维生素D 缺乏,她们体内的维生素D 状况会影响自身及后代。因此生命早期(孕期及泌乳期)补充维生素D 对哮喘等过敏性疾病的研究非常必要。
研究目的:本实验旨在研究大鼠生命早期(孕期及泌乳期)补充不同剂量的维生素D 对其哮喘模型气道高反应性及炎症的影响,并探讨其作用机制。为临床合理使用维生素D 防治哮喘等特应性疾病提供理论依据。
研究方法:选用性成熟、体重在170~250g的雌性Wistar 大鼠共32 只。随机分为4组:对照组、低剂量组、中剂量组、高剂量组各8 只。
各组于动情前期与有生育能力的雄性大鼠(200~250g) 按2∶1 比例合笼,次日晨进行阴道涂片检查,以发现精子的当天为受孕的第1天。于受孕第7天起以灌胃的方式给予各组大鼠不同剂量的1,25(OH)2D3,直到子代大鼠生后21天离乳为止。对照组以PBS代替。子代大鼠离乳后,再从每组中随机取出8 只,雌雄各半,用卵清蛋白作为致敏原制备哮喘大鼠模型。应用动物肺功能仪测定各组大鼠的气道阻力和肺顺应性,测定支气管肺泡灌洗液(BLAF)细胞总数及嗜酸性细胞计数,制备肺组织病理切片观察炎症变化。用ELISA 检测法测定血清及BLAF 中的IL-10 水平,免疫组化染色方法检查肺组织中ICAM-1的表达并观察ICAM-1 在气道组织中的分布。
研究结果:(1)肺功能:低剂量组[(0.88±0.14cmH2O/(ml·s),P<0.05]和中剂量组大鼠[(0.72±0.06)cmH2O/(ml·s),P<0.05)]气道阻力均低于对照组[(1.11±0.07)cmH2O/(ml·s)],高剂量组大鼠气道阻力[(2.01±0.07)cmH2O/(ml·s)]显著高于对照组(P<0.05)。同时低剂量组大鼠肺顺应性[(14.68±1.42)ml/cmH2O]较中剂量组[(20.80±1.37)ml/cm H2O]显著降低(P<0.05),但二者气道阻力的差异无统计学意义(P>0.05)。(2)BALF 中嗜酸性粒细胞计数(×104):与对照组(1.196±0.304)比较,高剂量组(2.200±0.603)无显著性变化(P>0.05),中剂量组(0.492±0.203)和低剂量组(0.840±0.223)均显著降低(P<0.05),但中剂量组和低剂量组比较无显著性差异。(3)
肺组织病理变化:与对照组相比,低剂量组和中剂量组气道炎症和嗜酸性粒细胞浸润减轻,而高剂量组明显加重。(4)血清及BALF 中IL-10浓度:血清中,与对照组[(18.673±4.673)pg/ml]相比,低剂量组[(30.171±2.768)pg/ml]和中剂量组[(51.535±6.601)pg/ml]IL-10 浓度均显著增高(P<0.05),且中剂量组较低剂量组显著增高(P<0.05)。
而高剂量组[(15.400±3.521)pg/ml]无显著性变化(P>0.05);BALF 中,与对照组[(59.065±14.446)pg/ml]相比,低剂量组[(58.063±3.413)pg/ml] 无显著性变化(P>0.05),中剂量组[(90.035±14.301)pg/ml]IL-10 浓度显著升高(P<0.05),高剂量组[(45.305±6.456)pg/ml]显著降低(P<0.05)。(5)ICAM-1 在支气管上皮细胞中的表达:与对照组相比,低剂量组无显著性变化(P>0.05);中剂量组显著减少(P<0.05);而高剂量组显著增加(P<0.05)。
研究结论:大鼠生命早期适当的1,25(OH)2D3 干预对其哮喘气道炎症有潜在的预防和治疗作用,且与剂量成正相关,而过量则起有害作用。
其机制与1,25(OH)2D3 对IL-10 及支气管上皮的ICAM-1 表达的影响有关。