劉冬妍,丁鵬,劉沛
(中國醫(yī)科大學(xué)1.附屬盛京醫(yī)院實(shí)驗(yàn)研究中心,沈陽 110004;2.附屬第一醫(yī)院感染科,沈陽 110001)
肝壞死是一類肝細(xì)胞廣泛壞死的晚期病癥,患者可出現(xiàn)消化道出血、內(nèi)毒素血癥、自發(fā)性腹膜炎、肝性腦病、中毒性鼓腸、甚至敗血癥等。腸黏膜免疫系統(tǒng)在機(jī)體擔(dān)任第一線的局部防御任務(wù),黏膜免疫是抑制免疫不是激活免疫[1],黏膜免疫系統(tǒng)由許多機(jī)制抵抗各種損傷以保護(hù)宿主,如分泌性免疫球蛋白(secretory IgA,SIgA)、腸上皮淋巴細(xì)胞。腸黏膜SIgA是腸道第一線的免疫防御,對黏膜固有的和入侵的病原體具有保護(hù)作用,尤其對腸道菌群中的G-桿菌具有特殊的親和力[2],阻止其與腸上皮細(xì)胞的吸附,避免細(xì)菌穿透腸上皮發(fā)生易位,是阻止細(xì)菌易位的重要環(huán)節(jié)。因而在探討急性肝壞死并發(fā)自發(fā)性腹膜炎發(fā)生機(jī)制時(shí),研究腸道SIgA變化至關(guān)重要。本研究檢測急性肝壞死動(dòng)物模型血清、糞便內(nèi)SIgA,并檢測腸壁內(nèi)IgA的蛋白定位,以了解急性肝壞死腸道免疫防御功能的改變。
由中國醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心提供雄性Balb/C小鼠250只,6~8周齡,體質(zhì)量18~22 g,隨機(jī)分為4組。1組:生理鹽水對照組,50只;2組:LPS(E.coliO127:B8) 組,50 只;3 組:D-氨基半乳糖組(GalN組),50只;4組:肝壞死組(LPS+GalN 組),100只。各組分 5 個(gè)時(shí)間點(diǎn)(2,6,9,12,24 h),每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取10 只小鼠。GalN 800 mg/kg,LPS 10 μg/kg,均為腹腔注射,生理鹽水為相同體積的腹腔注射,在不同時(shí)間點(diǎn)處死小鼠取肝腸組織。
(1)摘眼球取血,待充分凝固后,3 000 r/min離心取上清,-30℃冰凍保存待用;(2)取干便稱重,按1/10加入pH7.4的PBS,漩渦振蕩器充分震蕩后以10 000 r/min低溫離心機(jī)離心,取上清-30℃冰凍保存待用。
用抗小鼠IgA抗體(Sigma公司)包被96孔聚苯乙烯反應(yīng)板4℃過夜。10%小牛血清封閉,依次加入標(biāo)本、生物素標(biāo)記的抗小鼠IgA抗體(Sigma公司)、卵白素耦聯(lián)的辣根過氧化物酶(Sigma公司)和底物,用硫酸終止反應(yīng),以包被液做空白對照,封閉液做陰性對照,450 nm波長檢測吸光度值(A值)[3]。
從冰箱中取出糞便上清液和血清平衡到室溫,設(shè)立非特異標(biāo)準(zhǔn)管、零標(biāo)準(zhǔn)管、6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管、T管。T管僅加I125-SIgA,非特異標(biāo)準(zhǔn)管加I125-SIgA和非特異結(jié)合試劑,零標(biāo)準(zhǔn)管加I125-SIgA和SIgA抗體,6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管加I125-SIgA、SIgA抗體和不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品,樣品管依次加入100 μl標(biāo)本、I125-SIgA和SIgA抗體,充分混勻,37℃溫育1.5 h,加入第二抗體和PEG,充分混勻,37℃孵育0.5 h,3 500 r/min離心15 min,棄上清,沉淀和T管在γ閃爍技術(shù)儀上計(jì)數(shù)60 s,計(jì)數(shù)非特異結(jié)合率。
頸椎脫臼處死小鼠,取腸組織,迅速放入福爾馬林中,石蠟包埋后切成6 μm厚切片,常規(guī)二甲苯、梯度乙醇脫蠟至水,然后依次加入H2O2、兔血清、1∶800稀釋的抗SC抗體(美國ICN公司)、生物素標(biāo)記的IgG抗體、酶標(biāo)記的卵白素、DAB顯色。用圖像分析軟件分析SC染色的平均OD值。
采用SPSS 10.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn),數(shù)據(jù)以±s表示,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
第4組小鼠注射以后,出現(xiàn)懶動(dòng),攝水、覓食減少,皮毛松散,甚至抽搐,于注射后6 h開始死亡,9 h達(dá)高峰,死亡率達(dá)56%。
2.2.1 肝組織:HE染色光鏡下由LPS/GalN引起的急性肝壞死隨時(shí)間逐漸加重,2 h肝臟有少量點(diǎn)狀壞死,6 h肝臟出現(xiàn)多處點(diǎn)狀壞死,9 h、12 h可見成片的出血性壞死,殘存的肝細(xì)胞腫脹,壞死區(qū)可見大量炎細(xì)胞。24 h有多處點(diǎn)狀壞死,肝細(xì)胞腫脹,多處出血,灶狀壞死處有淋巴細(xì)胞浸潤(圖1)。
2.2.2 腸組織:HE染色光鏡下見對照組腸絨毛完整,無上皮脫落及碎屑形成,壞死組部分絨毛不整,細(xì)胞水腫及炎細(xì)胞浸潤(圖2)。
LPS引起的肝壞死小鼠便SIgA含量升高與對照組相比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01),在9 h達(dá)到高峰,注射LPS、GalN亦引起便SIgA含量升高(圖3)。
注射LPS+GalN 6 h便、血清IgA開始升高,維持到24h,與對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見圖4。
IgA染色可見正常腸組織腸上皮細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜和固有層活化淋巴細(xì)胞呈棕黃色強(qiáng)陽性;急性肝壞死腸組織腸上皮細(xì)胞質(zhì)陽性明顯減弱(圖5),IgA的光密度變化如圖6。
腸道在嚴(yán)重疾病伴發(fā)的多器官功能衰竭中起主要作用[4],在此過程中腸道黏膜SIgA是一個(gè)重要參與因素,它能阻止細(xì)菌[5]、病毒[6~8]和其他毒性分子粘附在黏膜表面。
我們應(yīng)用LPS和GalN聯(lián)合注射建立急性肝壞死動(dòng)物模型,GalN是一種氨基糖,在肝內(nèi)通過半乳糖途徑代謝,消耗半乳糖代謝途徑的中間產(chǎn)物尿苷二磷酸,進(jìn)而抑制尿嘧啶核苷的代謝,通過抑制肝細(xì)胞RNA和漿膜蛋白的合成造成肝細(xì)胞破壞[9]。GalN可使動(dòng)物對LPS的敏感性呈萬倍的增加,而肝壞死引起的內(nèi)毒素血癥進(jìn)一步加重GalN的肝毒性[10]。對實(shí)驗(yàn)小鼠肝臟進(jìn)行形態(tài)學(xué)檢查發(fā)現(xiàn),由LPS和GalN引起的急性肝壞死隨時(shí)間逐漸加重,在9 h最重,可見肝臟體積明顯變大,顏色呈醬紫色,HE染色可見成片的出血性壞死,殘存的肝細(xì)胞腫脹,壞死區(qū)可見大量炎細(xì)胞。國外有報(bào)道嚴(yán)重酒精性肝病時(shí)血清SIgA顯著增高,腸道SIgA顯著下降[11],但也有報(bào)道在酒精性肝病時(shí)腸道IgA明顯升高[12]。慢性病毒性肝炎和肝硬化患兒唾液和糞便濾過液SIgA升高,呈現(xiàn)高球蛋白血癥癥狀,局部免疫功能增強(qiáng)[13]。用螺旋菌誘導(dǎo)的慢性活動(dòng)性肝炎小鼠糞便和膽汁內(nèi)IgA均顯著高于正常對照組[14]。我們結(jié)果顯示,注射后壞死組糞便IgA和SIgA、血液IgA均顯著高于對照組、LPS組、GalN 組(P<0.01),在 9 h達(dá)最高,即肝壞死越重,血清IgA和便中IgA、SIgA越高。小鼠SC介導(dǎo)IgA運(yùn)輸不僅在腸道而且可以在肝臟,由于肝細(xì)胞IgA泵的缺失導(dǎo)致血清IgA升高,大量IgA堆積肝臟,同時(shí)由于IgA的腸肝循環(huán)[15],肝臟內(nèi)的IgA通過腸肝循環(huán)進(jìn)入腸道引起糞便中IgA增加,因此小鼠糞便IgA不能反映腸道真實(shí)IgA的分泌情況[16]。我們對腸組織進(jìn)行免疫組化染色,發(fā)現(xiàn)由LPS+GalN引起的IgA免疫組化光密度明顯低于對照組、LPS組。因此我們推測即使便中SIgA、IgA升高,但在急性肝壞死時(shí)由于腸黏膜上皮細(xì)胞表面IgA(SIgA)減少,導(dǎo)致腸道免疫功能下降。同時(shí)急性肝壞死時(shí)腸道營養(yǎng)不良可能也是引起腸黏膜上皮細(xì)胞表面IgA減少的原因。由于IgA是SIgA的重要組成成分,SIgA又是腸道第一線免疫防御,因此IgA減少可能是急性肝壞死并發(fā)腹膜炎的一個(gè)原因。
[1]Nagler-Anderson C,Shi HN.Peripheral nonresponsiveness to orally administered soluble protein antigens[J].Crit Rev Immunol,2001,21(1-3):121-131.
[2]Alverdy JA,Aoys E,Weiss-Carrington P,et al.The effect of glutamine-enriched TPN on gut immune cellularity[J].J Surg Res,1992,52(1):34-38.
[3]呂颯,宋紅麗,王靜艷,等.急性肝壞死小鼠血腦屏障通透性的改變[J].世界華人消化雜志,2004,12(6):1346-1348.
[4]Hideki A,Yuji I,Chikara A.Characterization of mouse nasal lymphocytes isolated by enzymatic extraction with collagenase[J].J Immunol Meth,1995,187(1):41-51.
[5]Langkamg-Henken B,Donovan TB,Pate LM,et al.Increased intestinal permeability following blunt and penetrating trauma[J].Crit Care Med,1995,23(4):660-664.
[6]Kudsk KA.Current aspects of mucosal immunology and its influence by nutrition[J].Am J Surg,2002,183(4):390-398.
[7]Mazanec MB,Nedrud JG,Kaetzel CS,et al.A three-tiered view of the roleofIgAin mucosal defense[J].Immunol Today,1993,14(9):430-435.
[8]Mantis NJ,F(xiàn)arrant SA,Mehta S.Oligosaccharide side chains on humansecretoryIgAserveasreceptorsforricin[J].JImmunol,2004;172(11):6838-6845.
[9]Bomsel M.Transcytosis of infectious human immunodeficiency virus across a tight human epithelial cell line barrier[J].Nat Med,1997,3(1):42-47.
[10]McmillanJM,JolliwDJ.Galactosaminehepatotoxicityeffectofgalactosamine on glutathione resynthesis in rat primary hepatocyte curtures[J].Toxiclo Appl Pharmacol,1992,115(2):234-240.
[11]Kasravi FB,Wang L.Wang XD,et al.Bacterial translocation in acute liver injury induced by D-galactosamine[J].Hepatology,1996,23(1):97-103.
[12]Pelletier G,Briantais MJ,Buffet C,et al.Serum and intestinal secretory IgA in alcoholic cirrhosis of the liver[J].Gut,1982,23(6):475-480.
[13]Parlesak A,Schafter C,Bode C.IgA against gut-derived endotoxins:does it contribute to suppression of hepatic inflammation in alcoholinduced liver disease?[J].Dig Dis Sci,2002,47(4):760-766.
[14]Amarian GG,Mikhailovich ZM,F(xiàn)okina TV.Secretory humoral immunity in children with chronic viral diseases of the liver[J].Pediatriia,1990,(5):37-42.
[15]Whary MT,Morgan TJ,Dangler CA.Chronic active hepatitis induced by Helicobacter hepaticus in the A/JCr mouse in associated withaTh1cell-mediatedimmuneresponse[J].InfectImmune,1998,66(7):3142-3148.
[16]Kilian M,Reinholdt J,Lomholt H,et al.Biological significance of I-gA1 proteases in bacterial colonization and pathogenesis:critical evaluation of experimental evidence[J].APMIS,1996,104(5):321-338.
[17]Nakamura Y,Nosaka S,Suzuki M,et al.Dietary fructooligosaccharides up-regulate immunoglobulin A response and polymeric immunoglobulin receptor expression in intestines of infant mice[J].Clin Exp Immuunol,2004,137(1);52-58.