慢性閉塞性肺疾患ラットにおける免疫調節促進を介した鍼灸治療による肺機能の改善

[Electroacupuncture Intervention Improved Pulmonary Function via Promoting Immunoregulation in Chronic Obstructive Pulmonary Disease Rats].

• Juan Tong
• Fu-Chu Chen
• Gui-Yuan Li
• Xiang-Ao Kong
• Ying He
• Hong Yao

抄録

目的:

筋ジストロフィー慢性閉塞性肺疾患（COPD）ラットに対する電気鍼治療（EA）介入の免疫調節効果を観察し、呼吸機能改善の基礎となるメカニズムを検討する。

OBJECTIVE: To observe the immunoregulatory effect of electroacupuncture (EA) intervention for muscular dystrophy chronic obstructive pulmonary disease (COPD) rats, so as to investigate its underlying mechanism in improving respiratory function.

方法:

40匹の雄性SDラットを無作為に5群に分けた：正常、モデル、EA、運動、EA+運動（各8匹）。筋ジストロフィーCOPDモデルは、90日間、週6日、1日2回、60分間、タバコの煙（3-10タバコ/時間）にさらされるように閉じた箱の中にラットを置くことによって確立された。EA、運動およびEA+運動介入は、タバコの煙に暴露した後、80日目から与えた。ＥＡ（２Ｈｚ／４０Ｈｚ、６ｍＡ）を「檀中」（ＣＶ１７）、「斉」（ＣＶ６）、「中湾」（ＣＶ１２）、「梁門」（ＳＴ２１）、両側の「斉」（ＬＩ１１）に１０分間、１日おきに１回、２０回実施した。水泳運動は、ラットを水箱の中で１０分間、１日おきに１回、２０回、強制的に泳がせることにより実施した。麻酔下でラットの肺機能（吸気抵抗（RI）、機能的残存容量（FRC）、肺動態コンプライアンス（Cdyn）など）を検出した。肺組織の病理学的変化をH.E.染色で検出し、血清TNF-α、IL-6、IL-1βの含有量をELISA法で測定した。

METHODS: Forty male SD rats were randomly divided into 5 groups: normal, model, EA, exercise, and EA+ exercise (=8 in each). The muscular dystrophy COPD model was established by placing the rats in a closed box to be exposed to cigarette smoke (3-10 cigarettes/time) for 60 min, twice daily, 6 days a week for 90 days. The EA, exercise and EA+exercise interventions were given beginning from day 80 after exposure to cigarette smoke. EA (2 Hz/40 Hz, 6 mA) was applied to "Danzhong" (CV 17), "Qihai" (CV 6), "Zhongwan" (CV 12), "Liangmen" (ST 21) and bilateral "Quchi" (LI 11) for 10 min, once every other day, for 20 times. The swimming exercise was conducted by forcing the rat to swim in a water box for 10 min, once every other day, for 20 times. The rat's lung function including the resistance of inspiration (RI), functional residual capacity(FRC), pulmonary dynamic compliance (Cdyn), etc., was detected under anesthesia. Pathological changes of the lung tissue were detected by H.E. staining, and the contents of serum TNF-alpha, IL-6 and IL-1 beta assayed by ELISA.

結果:

タバコの煙に80日暴露したラットの体重値は、モデル群、EA群、運動群、EA+運動群で正常群に比べて有意に低下した(<0.05)。さらに、RIとFRCレベルは有意に上昇し、Cdynレベルはモデル群では正常群と比較して著しく低下した(<0.01)。介入後、モデル群に相当するEA群、運動群、EA+運動群ではRI、FRCともに有意に低下し（<0.05）、肺機能の改善が示唆された。しかし、Cdynレベルの低下は、モデル群に関連する3つの治療群では顕著な改善は見られなかった（>0.05）。肺組織の単球数およびリンパ球数、血清TNF-α、IL-6およびIL-1 βの含有量は、運動群の単球を除き、モデル群では正常群に比べて有意に高く（＜0.01）、EA群、運動群およびEA+運動群ではモデル群に比べて有意に低かった（＜0.05）。RIとFRC、肺単球、血清IL-6とIL-1 βの値には、EA群、運動群、EA+運動群で有意差は認められなかった(>0.05)。体重は運動群とEA+運動群の方がEA群よりも有意に高く、肺リンパ球と血清TNF-αは運動群よりもEA群の方が明らかに低下していた（<0.05）。H.E.染色では、気管支管腔の変形、気管支粘膜上皮繊毛の剥離・扁平化、ゴブレット細胞の過形成、粘膜下層や筋層に豊富な炎症性細胞の浸潤が認められた。気管支血管腔内のより多くの分泌物、不完全な肺胞構造、肺胞壁の菲薄化と破裂、モデル化後の肺胞腔の拡大による大きな肺胞の形成は、3つの治療群で明らかにマイルドであった。

RESULTS: After 80 days' exposure to the cigarette smoke, the rats' body weight values in the model, EA, exercise and EA+exercise groups were significantly lower than that of the normal group(<0.05). Moreover, the RI and FRC levels were significantly increased, and the Cdyn level was remarkably decreased in the model group relevant to the normal group (<0.01). Following the intervention, both RI and FRC levels were significantly down-regulated in the EA, exercise and EA+exercise groups relevant to the model group (<0.05), suggesting an improvement of the lung function. But the decreased Cdyn level had no marked improvement in the 3 treatment groups relevant to the model group (>0.05). The numbers of monocytes and lymphocytes of the lung tissue, and the contents of serum TNF-α, IL-6 and IL-1 β were significantly higher in the model group than in the normal group (< 0.01), and significantly lower in the EA, exercise and EA+exercise groups than in the model group (<0.05), except monocytes in the exercise group (>0.05). No significant differences were found among the EA, exercise and EA+exercise groups in the levels of RI and FRC, pulmonary monocytes and serum IL-6 and IL-1 β (>0.05). The body weight was significantly higher in the exercise and EA+exercise groups than in the EA group, and the pulmonary lymphocytes and serum TNF-α obviously lowered in the EA group than in the exercise group (<0.05). H.E. staining showed deformation of the bronchial tube cavity, detachment and flattening of the bronchial mucosal epithelial cilia, hyperplasia of Goblet cells, infiltration of abundant inflammatory cells in the submucosal layer and muscular layer, more secretions in the bronchovascular cavity, incomplete alveolar structure, thinning and rupture of the alveolar wall, and expansion of the alveolar cavity to form large pulmonary vesicles after modeling, which was obviously milder in the 3 treatment groups.

結論:

EA介入は、肺筋ジストロフィーCOPDラットの肺機能および病理学的変化を改善することができ、その効果は肺単球およびリンパ球、血清TNF-α、IL-6およびIL-1 β含有量を減少させる効果と関連しており、免疫調節の亢進を示唆している。

CONCLUSION: EA intervention can improve the pulmonary function and pathological changes in pulmonary muscular dystrophy COPD rats, which is associated with its effects in reducing pulmonary monocytes and lymphocytes and serum TNF-α, IL-6 and IL-1 β contents, suggesting an enhancement of immunoregulation.