蛙皮素(bombesin,BN)是由14個氨基酸組成的神經(jīng)肽,廣泛存在于包括人在內(nèi)的哺乳動物體內(nèi)。動物研究表明,BN具有強烈的降溫作用[1];BN的降溫作用與環(huán)境溫度密切相關(guān),低溫下降溫作用更加顯著[2]。目前對BN的研究主要集中于環(huán)境溫度對其解熱作用的影響,而有關(guān)其解熱機制尚未做深入研究。
本室在先期研究中已經(jīng)證實,無論是白細胞介素-1β(IL-1β)性發(fā)熱的大鼠,還是腫瘤壞死因子 α(TNF-α)性發(fā)熱的大鼠,BN均可在常溫下通過抑制下丘腦中環(huán)磷酸腺苷(cAMP)[3-5]和PGE2[6]的升高來降低其發(fā)熱效應(yīng),且低溫下的降溫效應(yīng)還與抑制cAMP的合成和釋放有關(guān)[7]。本實驗觀察了低溫下(4℃)側(cè)腦室注射BN對正常大鼠及IL-1β致熱大鼠體溫的作用,并檢測下丘腦組織、血漿PGE2含量的變化,以進一步探討低溫時BN的降溫作用及與PGE2含量的關(guān)系,完善BN的降溫機制研究。
1.1.1 實驗動物 SD大鼠,健康♂,體重180~220 g,中國醫(yī)科大學實驗動物中心提供。室溫(20±2)℃,濕度(50±2)%,光照6:00~18:00,術(shù)后動物單籠飼養(yǎng),自由進食、水。
1.1.2 藥物與試劑 BN(AnaSpec公司);鹽酸氯氨酮(上海第一生化藥業(yè)公司);鹽酸甲苯噻嗪(美國FAH公司);IL-1β(北京寶賽公司);PGE2放免測定試劑盒由上海中醫(yī)藥大學同位素室提供。
1.1.3 儀器 SN2202型數(shù)字溫度計(精確度0.1℃,北京師范大學司南儀器廠);SN-2型立體定位儀(日本東京儀器廠);GAMMA maticⅡ型γ放射免疫記數(shù)儀(瑞典Kontron公司);LS-3801型液體閃爍記數(shù)儀(美國Beckman公司)。
1.2.1 實驗動物體溫測量 數(shù)字溫度計探頭插入大鼠直腸6 cm,待數(shù)字穩(wěn)定后讀數(shù)(溫度探頭導線用膠條標記,避免操作中探頭插入深度的誤差)。實驗前連續(xù)7 d給大鼠測溫,以使其適應(yīng)實驗者手法。實驗前1 h將大鼠放入4℃冰箱,測量體溫,以給藥前1 h測得的3次體溫的平均值作為大鼠給藥前基礎(chǔ)體溫,然后分別在給藥后各時間點記錄大鼠直腸溫。將實驗數(shù)據(jù)輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理,獲得發(fā)熱的潛伏時、最大體溫反應(yīng)高度(ΔT)和體溫反應(yīng)指數(shù)(TRI3),利用這些數(shù)據(jù)做發(fā)熱標準曲線。
1.2.2 側(cè)腦室插管及側(cè)腦室給藥 大鼠在鹽酸氯氨酮和鹽酸甲苯噻嗪的聯(lián)合麻醉下,參照大鼠腦圖譜,用立體定位儀向一側(cè)側(cè)腦室置入一P10~P20組合的腦室插管,用牙科水泥固定,生理鹽水檢測小管通暢后封閉插管頂端。常規(guī)、單籠喂養(yǎng)1周后,開始實驗。經(jīng)插管給藥前,先將封閉的插管上端剪開,經(jīng)側(cè)腦室插管給藥時,要注意給藥速度保持一致(1 μl/s)。實驗結(jié)束后,檢查插管位置,舍掉插管位置不正確的數(shù)據(jù)。
1.2.3 實驗分組 SD♂大鼠26只,隨機分為4組,對照組用人工腦脊液10 μl/只,其余3組均用人工腦脊液配平至10 μl。見表1。
表1 實驗動物分組Tab.1 The groups of laboratory animals
1.2.4 樣品采集及PGE2含量測定 準備一次性空針吸取消炎痛-EDTA液約0.2 ml,根據(jù)體溫測定描繪的溫度曲線,分別在給藥后體溫峰值時脫臼法處死大鼠,于下腔靜脈穿刺取血4 ml,即刻在空針內(nèi)顛倒數(shù)次混勻,離心取上清,置-30℃冰箱中保存。以灰結(jié)節(jié)和視交叉的中心點為中心取下丘腦部組織即刻置液氮冷凍, 稱取 3~5mg置無水乙醇(0.4ml)+生理鹽水(1.6 ml)中勻漿(在冰浴中進行)、離心,將上清液吸出,置于-30℃冰箱中保存。PGE2含量的測定按試劑盒說明書進行操作。
體溫反應(yīng)指標用平均體溫反應(yīng)曲線表示,體溫變化情況采用TRI3及ΔT表示,所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(±s)表示,采用兩樣本均數(shù)比較的t檢驗,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。
向 SD♂大鼠側(cè)腦室微量注射 IL-1β(0.1 μg)后,30 min內(nèi)大鼠體溫迅速升高,90 min左右達發(fā)熱高峰[ΔT:(1.22±0.75)℃],300 min 時出現(xiàn)第 2 個發(fā)熱高峰[ΔT:(0.95±0.32)℃],發(fā)熱持續(xù)360 min開始下降。見圖1。
側(cè)腦室微量注射 BN(0.7 μg)后,體溫迅速下降,30 min時即出現(xiàn)明顯降低,45 min 時降至最低[ΔT:(1.93±0.30)℃],然后開始回升。IL-1β的升體溫作用被預(yù)先給予的BN明顯抑制,說明4℃下BN能夠顯著抑制IL-1β的升體溫作用。見圖 2、表 2。
表2 大鼠微量注射給藥后的最大體溫變化(ΔT)及體溫反應(yīng)指數(shù)(TRI3)( ±s)Tab.2 Maximum body temperature change(ΔT)and TRI3 after micro-injection in rats( ±s)
表2 大鼠微量注射給藥后的最大體溫變化(ΔT)及體溫反應(yīng)指數(shù)(TRI3)( ±s)Tab.2 Maximum body temperature change(ΔT)and TRI3 after micro-injection in rats( ±s)
與對照組比較,*P<0.01Compared with the control group,*P<0.01
組別 只數(shù)對照組IL-1β組BN組BN+IL-1β組6686體溫反應(yīng)指數(shù)(℃/h) 給藥后最大體溫變化(℃)0.95±0.63 3.28±1.78*3.22±1.29*3.42±0.70*0.39±0.28 1.22±0.75*1.99±0.99*1.78±0.74*
IL-1β組下丘腦和血漿PGE2含量與對照組相比均升高(P<0.01、P<0.01);而 BN 組 PGE2含量則均低于對照組 (P<0.01、P<0.05);在 BN+IL-1β 組 PGE2含量與 IL-1β 組相比均降低(均 P<0.01)。見表 3。
表3 下丘腦和血漿中PGE2含量( ±s)Tab.3 The content of PGE2in hypothalamus and plasma( ±s)
表3 下丘腦和血漿中PGE2含量( ±s)Tab.3 The content of PGE2in hypothalamus and plasma( ±s)
與對照組比較,*P<0.05,**P<0.01;與 IL-1β 組比較,#P<0.05,##P<0.01Compared with the control group,*P<0.05,**P<0.01;compared with the IL-1β group,#P<0.05,##P<0.01
組別 只數(shù)PGE2含量下丘腦(pg/mg) 血漿(pg/ml)對照組IL-1β組BN組BN+IL-1β組6686 4 606.87±665.28 6 225.09±799.94**2 925.31±910.62**3 568.91±867.23##19 019.97±2 638.46 24 244.87±5 936.72*12 994.79±6 334.26*19 920.97±5 351.24#
自1948年Beeson等發(fā)現(xiàn)內(nèi)生致熱原(EP)以來,40多年來人們對EP進行了系統(tǒng)深入的研究,取得了許多重要的進展[8]。學者們發(fā)現(xiàn),許多外源性致熱原如細菌、內(nèi)毒素(ET)等并非直接作用于腦,而是通過激活產(chǎn)生EP的細胞,使后者產(chǎn)生和釋放EP,EP再以某種方式引起發(fā)熱。其中EP如何引起發(fā)熱是人們關(guān)注的焦點。有學者推斷EP可能是作用于PO/AH區(qū),使體溫調(diào)定點上移,產(chǎn)生發(fā)熱反應(yīng)[9]。有資料表明,多種物質(zhì)可能在中樞參與或影響發(fā)熱,如單胺類物質(zhì)、CRH、棕色脂肪組織以及cAMP等[10-11]。近年來,PGE、中樞Ca2+以及阿片類物質(zhì)的中介作用也受到了人們的關(guān)注[12-13]。
PGE2是否是發(fā)熱的中樞介質(zhì)在國內(nèi)外一存在有爭議。目前,許多研究者在對PGE2與發(fā)熱關(guān)系的研究中,都試圖通過EP或ET致熱后中樞PGE2含量增加與否來說明其是否為中樞發(fā)熱介質(zhì)。以往的實驗表明,在外周EP性發(fā)熱的同時,腦脊液內(nèi)PGE2的含量明顯增加[12]。支持者認為是因為EP作用于下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞,使其合成、釋放PGE2增加而使調(diào)定點上移,引起體溫升高,但尚無足夠的證據(jù)證明EP能透過血-腦屏障,而且對IL-1能否自外周血進入腦內(nèi)的驗證取得陰性結(jié)果[14]。現(xiàn)在提出了新的假說,認為PGE的釋放部位是在下丘腦終板血管區(qū)(OVLT)的有孔毛細血管外周的巨噬細胞,被EP激活的巨噬細胞釋放PGE,后者作用于OVLT的神經(jīng)元,或透過室管膜細胞的緊密連接而作用于POAH的神經(jīng)元;也有一些資料不支持該假說。
本實驗結(jié)果表明,低溫下側(cè)腦室注射IL-1β引起大鼠體溫升高的同時,其下丘腦及血漿中PGE2的含量也均升高;低溫下側(cè)腦室注射BN可明顯降低大鼠正常體溫的同時,其下丘腦及血漿中PGE2的含量也隨之降低;低溫下側(cè)腦室注射BN,明顯抑制了大鼠IL-1β性發(fā)熱反應(yīng)的同時,其下丘腦及血漿中PGE2的含量也均降低。該結(jié)果較好地支持了以往爭議中有關(guān)PGE2作為中樞發(fā)熱介質(zhì)的主張;提示低溫下BN可能通過抑制PGE2的合成與釋放降低大鼠正常體溫和抑制IL-1β的致熱效果。
目前,國內(nèi)外對BN的體溫調(diào)節(jié)作用多數(shù)停留在降溫現(xiàn)象的描述階段,未對BN的作用機制和新型解熱藥物的開發(fā)做進一步研究。我們通過研究低溫下BN降溫及翻轉(zhuǎn)IL-1β致熱作用與PGE2的關(guān)系為BN降溫作用機制的闡明積累了資料。BN作用后下丘腦、血漿中PGE2含量顯著降低,說明PGE2不僅可通過其含量的增加而在發(fā)熱過程中起重要作用,也可在致冷原的作用下通過其含量的降低而起到降溫作用。這可能是低溫下BN降低體溫的機制之一。
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