肥胖及饮食控制对哮喘发生的影响及机制探讨

第一部分Ob/ob基因敲除诱导的肥胖对肺部炎症和气道重塑的影响 目的：以ob/ob基因敲除小鼠为肥胖模型，观察基因敲除诱导的肥胖对肺组织炎症和气道重塑的影响。 方法：购买于北京公司的ob/ob基因敲除C57BL/6J雄性小鼠为肥胖组，野生型的雄性小鼠为正常组。采用肺组织HE染色法观察肥胖对小鼠肺组织炎症的影响，α-SMA免疫组化和masson染色检测肥胖对肺组织重塑的影响。 结果：ob/ob基因敲除诱导的肥胖小鼠模型，肺组织HE染色及炎症细胞定量分析，发现肥胖小鼠支气管周围炎症细胞较正常组明显增加，但肺泡周围炎症细胞在两组之间无明显差异；小鼠肺组织α-SMA免疫组化及平均光密度值定量分析结果显示，肥胖小鼠支气管周围平滑肌动蛋白表达明显阳性；masson染色图片及平均光密度值定量分析示肥胖组较正常组支气管周围胶原沉积明显，但在肺泡周围无明显变化。 结论：ob/ob基因敲除诱导的肥胖可明显增加小鼠肺组织炎症细胞浸润及促进组织重塑。 第二部分早期营养过剩诱导的肥胖增加哮喘小鼠肺部炎症和气道反应性 目的：通过观察肥胖对哮喘肺组织炎症和气道反应性的影响，进一步探讨早期营养过剩诱导的肥胖对哮喘病理生理的影响。 方法：通过早期营养过剩的方法建立肥胖小鼠模型，实验组采用腹腔注射致敏及雾化吸入激发鸡卵白蛋白（OVA）的方法建立哮喘模型，对照组采用腹腔注射及雾化吸入等量的生理盐水，分别为肥胖哮喘组、单纯哮喘组、单纯肥胖组和正常对照组。最后一次激发后行肺功能测定检测肥胖对哮喘气道反应性的影响，分析灌洗液中炎症细胞总数和分类、肺组织HE染色检测肥胖对哮喘炎症的影响。 结果：1)哮喘小鼠气道反应性明显高于对照组，肥胖哮喘小鼠较单纯早期营养过剩诱导的肥胖组和哮喘组小鼠的气道反应性明显升高（P均＜0.05）。2）与哮喘组和肥胖组相比，肥胖哮喘组灌洗液炎症细胞总数和分类炎均明显升高（P均＜0.05），与对照组相比，单纯肥胖组炎症细胞总数和巨噬细胞增多（P均＜0.05），其他炎症细胞无差异（P均>0.05）。3）与肥胖组相比，肥胖哮喘组支气管周围和肺泡间隙炎症细胞明显增多（P均＜0.05），与哮喘组相比，仅表现为支气管周围炎症细胞增多（P＜0.05）。 结论：肥胖可明显的增加哮喘小鼠的气道反应性及肺组织炎症。 第三部分饮食控制部分逆转肥胖导致的肺部炎症、气道高反应和重塑 目的：为探讨肥胖对哮喘发生影响的机制，采用饮食限制建立饮食干预小鼠模型，观察饮食控制能否逆转早期营养过剩诱导的肥胖导致的肺组织炎症、气道高反应和重塑。 方法：采用小窝喂养模拟婴儿期肥胖，导致早期营养过剩建立肥胖模型，肥胖组小鼠（SL）在生后第3天调为三只/笼，而正常组小鼠（NL）则调为10只/笼，母乳喂养三周后离乳，离乳后均给予自由饮食饮水。35天起，每天称取每只小鼠每日的进食量，连续监测10天，自45天起将肥胖组小鼠分为自由饮食组（SL/AL）和饮食控制组（SL/FR）小鼠，控制组小鼠的进食量为每只小鼠平均每天进食量的2/3,直至150天。150天龄时采用乙酰甲胆碱激发检测各组小鼠的气道反应性；眼球取血，采用ELISA方法检测血清中VEGF、TGF-β1、TNF-α、IL-6、IL-10、 leptin和insulin等因子的水平。随后取肺泡灌洗液行细胞总数、分类计数及炎症因子TGF-β1和IL-10的检测；HE染色、masson染色、α-SMA组化、MMP9蛋白表达、TGF-β1、CTGF、VEGF、IL-10、TNF-α和IL-6基因水平检测肺组织炎症和重塑的变化。 结果:适宜的饮食控制可明显降低肥胖小鼠的体重、改善高胰岛素血症及糖耐量等代谢指标；饮食控制可明显减弱肥胖诱导的气道高反应及肺泡周围的炎症细胞浸润，同时伴IL-6和leptin的降低，对支气管周围炎症及TNF-α表达并无明显影响；饮食控制可明显降低肥胖导致的高IL-10及Treg细胞水平；饮食干预可明显降低肥胖导致的支气管周围胶原的沉积及重塑相关的VEGF, CTGF和MMP-9的表达，但对肺组织中TGF-β1基因表达无明显影响。 结论：饮食控制不仅可明显改善肥胖所致的代谢紊乱，还可部分逆转肥胖诱导的气道高反应性、肺部炎症和气道重塑。