陳偉新 楊立群
(1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院普外科,上海 201700;2.第二軍醫(yī)大學(xué)附屬東方肝膽醫(yī)院ICU,上海 200433)
文獻(xiàn)[1]報(bào)道烏司他丁(ulinastatin,UTI)預(yù)處理對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注(ischemia reperfusion,IR)損傷具有保護(hù)作用,它可以選擇性降低再灌注時(shí)活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生,并且減輕肝細(xì)胞的壞死和凋亡,但其具體機(jī)制目前尚不清楚。高遷移率蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1)是一種重要的內(nèi)源性損傷相關(guān)分子,它廣泛分布于哺乳動(dòng)物淋巴組織及腦、肝、肺、心、脾、腎等器官中,它在肝、腦組織中主要存在于胞漿,但在大多數(shù)其他組織中存在于胞核。生理狀態(tài)下HMGB1的表達(dá)量維持在極低的基礎(chǔ)水平[2]。HMGB1介導(dǎo)了內(nèi)毒素誘導(dǎo)的膿毒癥,其是內(nèi)毒素致死效應(yīng)的晚期重要炎癥介質(zhì)。HMGB1在體內(nèi)不同器官分布廣泛,但目前尚無報(bào)道HMGB1是否參與了UTI抑制肝臟IR后炎性反應(yīng)的過程,本研究旨在探討這一問題。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SD雄性大鼠40只,體質(zhì)量250~300g,由第二軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。大鼠在空調(diào)室內(nèi)飼養(yǎng),室溫22~25℃,自由進(jìn)水和食物,術(shù)前12h禁食不禁水。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 動(dòng)物分組及模型的制作 首先將SD大鼠隨機(jī)分為4組。建立左、中肝門靜脈阻斷的IR模型,先阻斷大鼠門靜脈左、中分支45min,然后開放動(dòng)脈夾再灌注2h。0.9%氯化鈉對(duì)照組(對(duì)照組,n=10):再灌注前5min尾靜脈注射0.9%氯化鈉溶液6mL/kg。UTI預(yù)處理組(UTI組,n=10):再灌注前5min尾靜脈注射 UTI(20U/mL)1.5mL/kg。UTI+誘導(dǎo)劑組(UTI+rHMGB1組,n=10):阻斷前1h予重組HMGB1蛋白10μg腹腔注射,余同 UTI組。UTI+拮抗劑組(UTI+Anti-HMGB1組,n=10):阻斷前1h予 Anti-HMGB1抗體100μg腹腔注射,余同UTI組。
1.2.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)血漿中細(xì)胞因子的水平 再灌注后取新鮮血液4~5mL,37℃靜置30min、4℃靜置2h后3 000r/min離心15min,小心吸取上層血清200μL裝于EP管中,采用TNF-α和IL-1特異性ELISA試劑盒,根據(jù)說明書步驟操作。
1.2.3 肝組織光鏡標(biāo)本HE染色病理觀察 光鏡下評(píng)定肝組織損傷分級(jí),其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):0級(jí),肝小葉、肝細(xì)胞、肝細(xì)胞索、中央靜脈、肝竇均正常;Ⅰ級(jí),肝中央靜脈、肝竇內(nèi)瘀血及少量肝細(xì)胞變性壞死,肝組織內(nèi)可見炎細(xì)胞聚集,肝小葉結(jié)構(gòu)完整;Ⅱ級(jí),肝中央靜脈、肝竇內(nèi)瘀血及較多肝細(xì)胞變性壞死,肝組織內(nèi)炎細(xì)胞聚集較多,肝小葉結(jié)構(gòu)尚完整;Ⅲ級(jí),肝中央靜脈、肝竇內(nèi)瘀血及廣泛肝細(xì)胞變性壞死,大量炎細(xì)胞聚集,部分肝組織結(jié)構(gòu)破壞不完整。
1.2.4 肝臟組織HMGB1蛋白表達(dá) 采用免疫組織化學(xué)染色(S-P法)檢測(cè)。肝組織HMGB1表達(dá)結(jié)果判斷方法:在顯微鏡下觀察染色結(jié)果,陽性為細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核上棕黃色顆粒樣沉淀。-:細(xì)胞膜不著色,與背景一致;+:膜呈棕黃色的細(xì)胞數(shù)<25%或大多數(shù)細(xì)胞的膜呈淡黃色;++:膜呈棕黃色的細(xì)胞數(shù)占25%~80%。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差,并進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)。對(duì)符合正態(tài)分布和方差齊性的資料進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),組間兩兩比較采用q檢驗(yàn)。對(duì)不符合正態(tài)分布的資料和等級(jí)資料計(jì)算中位數(shù)(median,M)和四分位數(shù)(quartile,Q),進(jìn)行非參數(shù)Kruskal-Wallis檢驗(yàn),組間兩兩比較采用Nemenyi法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)的比較 見表1。
2.2 各組血清細(xì)胞因子腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白細(xì)胞介素(IL-1)含量的比較 見表2。2.3 肝組織病理學(xué)及HMGB1蛋白表達(dá)水平的改變 UTI組和UTI+Anti-HMGB1組肝細(xì)胞壞死和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)顯著輕于對(duì)照組,見圖1;且UTI組和UTI+Anti-HMGB1組肝細(xì)胞 HMGB1的表達(dá)程度顯著低于其他兩組(P<0.05),見圖2。
表1 ALT和AST在各組中的比較
表2 TNF-α和IL-1在各組中的比較
UTI是從人尿中提取精制的一種糖蛋白水解酶抑制劑,又稱尿胰蛋白酶抑制劑,其相對(duì)分子質(zhì)量為67 000,它對(duì)胰蛋白酶、糜蛋白酶等絲氨酸蛋白酶及粒細(xì)胞彈性蛋白酶、透明質(zhì)酸酶、琉基酶、纖溶酶等多種酶具有抑制作用。UTI分解形成的相對(duì)分子質(zhì)量較低的成分也具有很強(qiáng)的抑制蛋白水解酶的作用[3]。本研究發(fā)現(xiàn)UTI預(yù)處理后,UTI組IR后血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)與對(duì)照組相比均顯著降低,表明UTI預(yù)處理對(duì)肝細(xì)胞具有保護(hù)作用。UTI組IR后血清TNF-α和IL1水平與對(duì)照組相比均顯著降低,表明UTI預(yù)處理是通過抑制炎性細(xì)胞因子的釋放發(fā)揮其對(duì)肝細(xì)胞的保護(hù)作用,病理觀察結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。
高遷移率族蛋白(high mobility group,HMG)由Johns于1973年首次在牛胸腺中提取和鑒定,因其在聚丙烯酰胺凝膠電泳中具有高遷移能力而得名。根據(jù)分子質(zhì)量大小、序列相似性和DNA結(jié)構(gòu)特性,HMG 可進(jìn)一步分為 HMGA、HMGB、HMGN 3個(gè)家族。HMGB家族有3個(gè)成員,即HMGB1、HMGB2和HMGB3,三者在氨基酸序列上有80%的一致性。HMGB1是含量最豐富的HMG蛋白[4]。在正常情況下,HMGB1一部分存在于肝細(xì)胞胞漿中,一部分存在于肝細(xì)胞胞核維持DNA結(jié)構(gòu)。當(dāng)細(xì)胞壞死或受損時(shí),核內(nèi)的HMGB1可釋放到胞外,促使單核巨噬細(xì)胞分泌促炎因子;而促炎因子又反過來促進(jìn)巨噬細(xì)胞主動(dòng)分泌HMGB1,由此形成正反饋。IR誘導(dǎo)的肝損傷中,肝細(xì)胞大量壞死、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)斷裂、胞核結(jié)構(gòu)破裂,HMGB1被動(dòng)釋放至細(xì)胞外,作為重要炎癥啟動(dòng)因子介導(dǎo)IR后炎性反應(yīng)。另外,在缺血的傷害性刺激因素作用下,肝臟內(nèi)庫弗氏細(xì)胞主動(dòng)分泌HMGB1至胞外。Tsung等[5]發(fā)現(xiàn)大鼠肝臟IR損傷后HMGB1的表達(dá)增強(qiáng),其表達(dá)從再灌注后1h即開始上調(diào)并持續(xù)至再灌注后24h,且呈時(shí)間依賴性。通過本實(shí)驗(yàn)我們證實(shí)了HMGB1可以拮抗UTI對(duì)肝臟IR損傷后炎性反應(yīng)的抑制作用。
綜上所述,我們認(rèn)為內(nèi)源性損傷蛋白HMGB1介導(dǎo)的炎性通路與UTI對(duì)肝IR損傷的保護(hù)作用機(jī)制有關(guān)。
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