《International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease》：Efficacy of Nebulized Pentoxifylline in a Mouse Model of Emphysema Induced by Cigarette Smoke and Aerosolized Lipopolysaccharide
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本研究发现雾化吸入己酮可可碱（PTX）在香烟烟雾（CS）联合脂多糖（LPS）诱导的小鼠肺气肿模型中，能有效降低支气管肺泡灌洗液（BALF）中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、角质形成细胞趋化因子/C-X-C基序趋化因子配体1（KC/CXCL1）、白细胞介素-1β（IL-1β）及肺组织基质金属蛋白酶-12（MMP-12）水平，并显著恢复因CS+LPS暴露而降低的组蛋白去乙酰化酶2（HDAC2）水平。与布地奈德（BUD）仅抗炎但不影响HDAC2不同，PTX和茶碱（THEO）均显示出抗炎与上调HDAC2的双重作用，为克服慢性阻塞性肺疾病（COPD）糖皮质激素抵抗提供了新思路。
研究背景
慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种以持续性气流受限和慢性炎症为特征的高患病率呼吸系统疾病。香烟烟雾（CS）暴露是其主要的危险因素。COPD管理面临的一个主要临床挑战是糖皮质激素在稳定期疾病中抑制炎症的疗效有限，这种糖皮质激素抵抗与氧化应激和慢性炎症导致的组蛋白去乙酰化酶2（HDAC2）表达和活性显著降低有关。因此，旨在恢复HDAC2水平或活性的治疗策略代表了一种有前景的方法。己酮可可碱（PTX）是一种非选择性磷酸二酯酶抑制剂，以其广泛的抗炎和抗氧化活性而闻名。本研究旨在探讨雾化吸入PTX在CS和脂多糖（LPS）联合诱导的小鼠肺气肿模型中对肺部病理变化和炎症的影响。
材料与方法
研究使用90只雌性C57BL/6小鼠，分为CS+LPS暴露组和假烟雾（SCS）暴露组，持续10周。从第9周开始，CS+LPS暴露组的小鼠被随机分为8个干预亚组，分别接受不同浓度的雾化PTX（9.8, 14.7, 22.0, 33.0, 49.5 mg/mL）、茶碱（THEO, 25 mg/mL）或布地奈德（BUD, 0.5 mg/mL）悬浮液治疗2周，并设立共溶剂对照组。在第10周末处死小鼠。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测BALF中TNF-α、KC/CXCL1和IL-1β的表达水平，以及肺组织匀浆中MMP-12和HDAC2的水平。对肺组织切片进行苏木精-伊红（H&E）染色以测定平均肺泡内衬间隔（Lm）和肺泡破坏指数（ADI）。使用Wright-Giemsa染色对BALF中的细胞进行分类和计数。
结果
肺部形态学和形态计量学
慢性CS+LPS暴露导致Lm和ADI显著增加，表明肺气肿模型建立成功。所有药物治疗组（PTX各剂量组、THEO组、BUD组）与CS+LPS对照组相比，Lm均无统计学意义上的显著改变。然而，所有药物干预组均不同程度地降低了ADI。
支气管肺泡灌洗液（BALF）中的促炎细胞因子
CS+LPS暴露显著上调了BALF中TNF-α、KC/CXCL1和IL-1β的水平。PTX（所有测试剂量）、THEO和BUD单药治疗均能有效下调这些促炎细胞因子的表达。在五个测试的PTX浓度中，22.0 mg/mL剂量在降低这些促炎细胞因子水平方面显示出最明显的趋势，但不同PTX剂量组之间的细胞因子水平无显著差异。
肺组织中的MMP-12和HDAC2水平
CS+LPS暴露组肺组织中MMP-12水平显著高于SCS组。PTX（所有剂量）、THEO或BUD治疗均能显著下调肺组织MMP-12表达，且PTX（所有测试浓度）对MMP-12的抑制作用显著强于THEO。与MMP-12相反，CS+LPS暴露组肺组织中HDAC2水平显著低于SCS组。除BUD组外，所有干预组（PTX各剂量组、THEO组）均显著恢复了肺组织中的HDAC2水平。其中，22.0 mg/mL PTX剂量在增加HDAC2方面显示出最大的数值趋势，但PTX剂量组之间或PTX与THEO之间均未发现显著差异。
BALF中的细胞分类与计数
10周CS+LPS暴露后，CS+LPS组BALF中的总细胞计数以及中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞等差异性炎性细胞计数均显著高于SCS组。PTX（所有剂量）、THEO或BUD治疗均能显著降低BALF总细胞计数和各类炎性细胞计数。数值上，BUD在减少总细胞和差异性细胞计数方面显示出最强的趋势，而22.0 mg/mL PTX剂量在PTX组中效果最突出，但治疗组间的细胞计数无显著差异。
讨论
本研究采用“晚期干预”设计，即在疾病模型建立后（第9周开始）给药，更准确地复现了人类疾病的自然史和治疗背景。研究结果表明，雾化PTX能够减轻CS+LPS诱导的肺部炎症，并上调肺组织HDAC2水平。THEO也部分恢复了HDAC2水平，而临床标准药物BUD虽具有抗炎作用，但未能调节HDAC2。在测试的PTX浓度中，22.0 mg/mL显示出最有希望的治疗趋势。值得注意的是，观察到的“形态学改善”主要反映了炎性细胞浸润的减少，而非对已形成的肺气肿性破坏的逆转，这与人类COPD中肺气肿不可逆的特性一致。PTX和THEO恢复HDAC2水平的能力，提示它们与BUD联用可能通过逆转激素抵抗而产生协同增效作用，但这需要未来研究验证。
研究局限性
研究存在一些局限性，包括样本量较小可能影响检测细微组间差异的能力；2周的治疗时间较短，无法评估效果的持续性或阻止疾病长期进展的能力；CS+LPS模型不能完全复现人类COPD的多因素缓慢进展；研究仅使用雌性小鼠，限制了结果的普适性；未能实时监测暴露舱内的颗粒物/一氧化碳和肺部沉积药物剂量；通过ELISA检测了HDAC2蛋白水平但未评估其酶活性；仅评估了单药治疗，缺乏联合治疗组和与临床相关PDE4抑制剂的直接比较；缺乏体外实验来阐明PTX作用的确切分子机制。
结论
本研究证明，雾化己酮可可碱能在CS+LPS诱导的小鼠肺气肿模型中减轻肺部炎症并上调肺HDAC2水平，支持了PTX作为靶向COPD慢性炎症和激素抵抗的新型治疗药物的潜力。茶碱也能部分恢复HDAC2水平，而布地奈德虽具抗炎作用却不影响HDAC2。在测试的PTX浓度中，22.0 mg/mL显示出最有益的趋势。研究结果为开展更大规模、更长疗程的临床前研究，探索联合疗法以及优化PTX的临床应用提供了理论依据。
