二甲双胍通过IL33/ST2信号通路缓解OVA诱导的小鼠过敏性气道炎症

目的:构建由卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)诱导的的支气管哮喘小鼠模型,研究二甲双胍(Metformin,MET)干预对哮喘小鼠肺组织IL33/ST2信号通路表达及气道炎症的影响。方法:随机将24只8周龄雌性BALB/c小鼠分为3组,分别为正常对照组(NC组)、哮喘组(OVA组)、二甲双胍干预组(MET+OVA组),每组8只。在造模第1、8、15天OVA组及MET+OVA组小鼠给予OVA致敏液腹腔注射致敏,NC组腹腔注射生理盐水。从造模第22开始Ipatasertib使用方法,连续7天,OVA组及MET+OVA组小鼠使用1%OVA雾化激发,NC组雾化生理盐水。MET+OVA组小鼠于雾化前30min给予腹腔注射二甲双胍干预,NC组和OVA组腹腔注射生理盐水。于末次激发后禁食12h后处死小鼠,肺组织HE及PAS病理染色观察肺组织形态学变化及气道粘液分泌,免疫组化及蛋白免疫印迹法检测小鼠肺组织中IL33与ST2表达,ELISA法检测IACS-10759抑制剂血清Ig E及BALF中IL4、IL5和IL13表达水平。结果:1.一般状态及行为学变化:致敏阶段:3组小鼠无明显呼吸急促、躁动、流涕挠鼻等表现,毛发顺滑光泽。雾化激发阶段:NC组小鼠于雾化开始3min内出现不安好动,很快恢复正常;OVA组小鼠在开始雾化后出现呼吸急促、躁动、挠鼻、流涕,点头样呼吸,停止雾化1h后上述表现逐渐缓解,多次激发后毛发粗糙;MET+OVA组小鼠在开始雾化后呼吸急促、不安好动及挠鼻流涕次数较少,无点头样呼吸,停止雾化30min内上述表现逐渐缓解,多次激发后毛发粗糙,程度较OVA组轻。2.肺组织形态学变化:肺组织HE染色可见NC组小鼠未见支气管平滑肌增生,支气管周围未见炎症细胞明显浸润;而OVA组小鼠可见支气管管壁增厚,管腔狭窄,支气管平滑肌增生,支气管及血管旁可见大量以嗜酸性粒细胞为主的炎症细胞浸润,但与OVA组相比,MET+OVA组小鼠支气管平滑肌增生及周围嗜酸性粒细胞浸润程度减轻。PAS染色可见NC组小鼠支气管上皮无明显杯状细胞增生,管腔内未见粘液分泌;OVA组及MET+OVA组小鼠可见支气管上皮杯状细胞增生明显,管腔内粘液分泌增多,但与OVA组小鼠相比,MET+OVA组小鼠支气管上皮杯状细胞增生及管腔内粘液分泌程度较轻。3.肺组织IL33和ST2表达情况:蛋白免疫印迹法检测OVA组小鼠肺组织IL-33及ST2蛋白(1.09±0.04,0.98±0.07)表达水平高于NC组(0.65±0.10,0.42±0.09),差异具有统计学意义(P<0.05);与OVA组小鼠相比,MET+OVA组小鼠肺组织IL-33及ST2蛋白(0.79±0.09,0.78±0.02)表达水平降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。免疫组化显示,IL33主要表达于支气管上皮细胞及支气管周围浸润的炎症细胞中。ST2主要表达于气道上皮层。OVA组小鼠肺组织中IL33和ST2(0.37±0.01,0.35±0.02)的阳性表达吸光度值(optical density,OD)最高,MET+OVA组小鼠(0.30±0.01,0.28±0.02)次之,NC组小鼠最低(0.26±0.01,0.22±0.02),差异具有统计学意义(P<0.05)。4.血清及BALF中炎症指标变化:OVA组小鼠血清中Ig E(518.49±109.22)与BALF中IL4(267.56±40.79)、IL5(27.54±4.09)及IL13(95.57±13.82)水平显著高于NC组(125.43±40.46,170.25±20.08,15.04±0.86,41.46±6.20),差异具有统计学意义(P<0.05);与OVA组对比,MET+OVA组小鼠哮喘小鼠血清中Ig E(194.15±40.38)与BALF中IL4(205.79±24.79)、IL5(21.42±1.97)、IL13(59.39±8.40)水平低于OVA组,差异具有统计学意义(P<0.05)。5.相关性分析结果:Pearson相关性分析结果显示,肺组织IL33与ST2表达水平呈显著正相关(r=0.9310,P<0.001)。肺组织IL33表达水平与血清Ig E(r=0.8multilevel mediation891,P<0.001)及BALF中IL4(r=0.7751,P<0.001)、IL5(r=0.8735,P<0.001)、IL13(r=0.9141,P<0.001)呈显著正相关。肺组织ST2表达水平与血清Ig E(r=0.8566,P<0.001)及BALF中IL4(r=0.7724,P<0.001)、IL5(r=0.8389,P<0.001)、IL13(r=0.8743,P<0.001)呈显著正相关。结论:1.二甲双胍可降低OVA诱导的哮喘小鼠肺组织中IL33、ST2的表达,改善OVA诱发的哮喘症状,缓解气道炎症。2.相关性分析提示肺组织IL33/ST2表达水平与气道炎症指标(血清Ig E及BALF中IL4、IL5和IL13)表达水平显著正相关,二甲双胍可能通过IL33/ST2信号通路缓解OVA诱导的过敏性气道炎症。