陳元巖,李天翔,謝明飛,石漢平,宋新民
(1.廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院胃腸外科,廣東 廣州 510800;2.中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院胃腸外科)
缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)損傷是指各種病理情況下組織器官缺血一段時間后重新恢復(fù)血流,損傷卻進一步加重的現(xiàn)象[1]。能量代謝障礙、氧自由基的產(chǎn)生、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、微循環(huán)功能障礙及中性粒細(xì)胞活化并釋放炎性細(xì)胞因子為I/R損傷的主要發(fā)病機制[2]。近年來研究表明腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、白介素1β(interleukin 1β,IL-1β)是參與組織器官I/R損傷的重要細(xì)胞因子[3],細(xì)胞凋亡[4]與組織器官I/R損傷有關(guān)。燈盞花主要分布于我國西南等省區(qū),具有活血化瘀、改善微循環(huán)、通絡(luò)活絡(luò)、消炎止痛等功效[5]。本實驗研究燈盞花素對大鼠胰腺I/R損傷時血清中TNF-α、IL-1β的變化水平及胰腺組織中Survivin蛋白表達的影響,探討其在胰腺I/R中有無保護作用及其可能機制,為臨床防治胰腺I/R損傷提供實驗依據(jù)。
1.1 實驗動物及分組 遠(yuǎn)交群大鼠(SD大鼠)45只,由中山大學(xué)動物實驗中心提供,合格證號:scxk(粵)20080020,體重(220±20)g,雌雄不拘。隨機分為3組:假手術(shù)組(A組)、I/R組(B組)及燈盞花素組(C組),各組大鼠15只,各組根據(jù)再灌注時間不同分為0、6、12 h三個時點,各時點大鼠5只,各組無死亡大鼠。
1.2 實驗試劑 大鼠TNF-α、IL-1β免疫試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司),燈盞花素注射液(10 ml/支,批準(zhǔn)文號Z20040033,云南省玉溪制藥有限公司),大鼠Survivin免疫組化試劑盒(美國Neomarkers公司)。
1.3 模型制備 所有實驗鼠術(shù)前禁食12 h,自由飲水,3%戊巴比妥鈉30 mg/kg腹腔注射麻醉,固定后取腹正中切口入腹,A組在開腹顯露腹腔干和腸系膜上動脈后不作阻斷;B組開腹顯露腹腔干和腸系膜上動脈,用無創(chuàng)血管夾阻斷腹腔干和腸系膜上動脈30 min后松開動脈夾進行再灌注,于再灌注前10 min經(jīng)尾靜脈推注生理鹽水5 ml/kg;C組按B組手術(shù)方法處理,于再灌注前10 min經(jīng)尾靜脈推注燈盞花素注射液4 mg/kg。操作過程中所有實驗動物腹腔內(nèi)注入37 ℃生理鹽水0.5 ml/kg,以保持血流動力學(xué)穩(wěn)定。
1.4 觀察指標(biāo) 各組實驗動物在再灌注0、6、12 h時立即腹主動脈采集血標(biāo)本約2 ml,2 000 r/min離心10 min,提取血清標(biāo)本,采用ELIS A方法測定血清TNF-α、IL-1β;具體步驟按試劑盒說明書進行。切取胰腺體尾部組織約1.0 cm×1.0 cm大小,固定于10%甲醛液中,常規(guī)病理切片,用于HE染色和免疫組化實驗。免疫組化采用SP染色法,具體步驟嚴(yán)格按試劑盒說明書進行,陽性片由美國Neomarkers公司提供,用PBS緩沖液代替一抗作陰性對照。Survivin蛋白陽性染色細(xì)胞以細(xì)胞質(zhì)為棕黃色,400倍光鏡下觀察,每片隨機取5個視野,計算陽性與陰性細(xì)胞數(shù),最后計算陽性百分率。細(xì)胞陽性染色≤10%為陰性表達,染色>10%為陽性表達。
2.1 大鼠血清TNF-α、IL-1β水平的變化 在再灌注0、6、12 h時,B、C組血清中TNF-α、IL-1β含量均較A組顯著升高(P<0.05),但C組增高水平明顯低于B組(P<0.05),見表1。
表1 各組不同時點TNF-α和IL-1β含量比較
注:與A組比較:1)P<0.05;與B組比較:2)P<0.05
2.2 大鼠胰腺組織Survivin蛋白表達水平的變化 在再灌注0 h時,A、B、C三組胰腺組織Survivin蛋白表達水平比較組間差異無顯著性;在再灌注 6 h、12 h時C組胰腺組織Survivin蛋白表達較A、B組明顯增加(P<0.05),但A、B兩組間差異無顯著性,見表2,圖1-2。
表2 各組不同時點Survivin蛋白表達水平的比較
注:與A組比較:1)P<0.05;與B組比較:2)P<0.05
2.3 組織形態(tài)學(xué)改變 光鏡下A、B組各時點未見明顯組織形態(tài)學(xué)改變;B組在再灌注0 h時見毛細(xì)血管擴張充血,炎性細(xì)胞浸潤;在再灌注6 h見灶狀壞死、核溶解;在再灌注12 h見片狀壞死。
圖1 Survivin蛋白在再灌注6 h I/R組胰腺組織中的表達(SP染色×400)
圖2 Survivin蛋白在再灌注6 h燈盞花素組胰腺組織中的表達(SP染色×400)
引起胰腺I/R損傷的疾病臨床上常見于急性壞死性胰腺炎、腸系膜血管栓塞、胰腺移植、胰腺損傷以及休克等病理情況[6]。其發(fā)病機制復(fù)雜,其中最主要發(fā)病機制與能量代謝障礙、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、氧自由基的生成增多及及中性粒細(xì)胞激活并釋放炎性細(xì)胞因子等有關(guān)[7]。I/R時細(xì)胞內(nèi)Na+-K+-腺嘌呤核苷三磷酸(Na+-K+-adenosine triphosphate,Na+-K+-ATP)酶活性降低,膜通透性增加,ATP產(chǎn)生減少,大量Ca2+進入細(xì)胞內(nèi),激活細(xì)胞膜上的蛋白酶和磷脂酶,破壞細(xì)胞膜的完整性,干擾線粒體的氧化磷酸化,導(dǎo)致能量代謝障礙,機體免疫功能受損,產(chǎn)生大量炎性細(xì)胞因子及氧自由基[8],其中TNF-α和IL-1β是介導(dǎo)I/R損傷的主要細(xì)胞因子,本組實驗結(jié)果顯示:在再灌注0、6、12 h時,B組與C組TNF-α、IL-1β同A組相比明顯升高(P<0.05),提示胰腺I/R后,炎性細(xì)胞因子起著非常重要的作用。
細(xì)胞凋亡是指為維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡。是一種不同于細(xì)胞壞死的生理性、主動性死亡,又稱程序性細(xì)胞死亡[9]。Survivin是凋亡抑制蛋白家族的新成員,是目前發(fā)現(xiàn)的最強的凋亡抑制因子,該基因全長15 KB,定位于17q25,含有4個外顯子和3個內(nèi)含子,其編碼產(chǎn)物為142個氨基酸組成的蛋白,分子量16.2 KD,可阻斷因氧自由基、輻射、缺血缺氧、抗腫瘤藥物等刺激引起的細(xì)胞凋亡[10]。
燈盞花素具有改善微循環(huán),舒張血管,減低血管阻力,加快血流,紅細(xì)胞解聚,明顯降低血漿黏度、紅細(xì)胞聚集指數(shù)及紅細(xì)胞比容,增加血流量,改善局部供血,抑制血小板積聚等功能[11,12]。此外,研究發(fā)現(xiàn)燈盞花素有較強的蛋白激酶C抑制作用[13],以及能抑制氧化應(yīng)激和抑制細(xì)胞凋亡。從本實驗的結(jié)果來看,C組TNF-α、IL-1β增加的程度明顯低于B組(P<0.05),同時組織病理學(xué)結(jié)果顯示:C組病理學(xué)改變較B組明顯減輕,說明燈盞花素在減輕大鼠胰腺I/R損傷方面有明顯的保護作用;C組Survivin蛋白表達較A組和B組明顯增加(P<0.05),但A和B組之間差異無顯著性(P>0.05),表明燈盞花素可以上調(diào)I/R損傷時胰腺細(xì)胞Survivin蛋白的表達,抑制細(xì)胞凋亡。綜上所述,燈盞花素對大鼠胰腺I/R損傷有保護作用,其機制可能上調(diào)Survivin蛋白表達有關(guān),但其促使Survivin蛋白表達增強的具體機制尚不清楚,有待進一步研究。
參考文獻:
[1]Stallion A,Kou TD,Miller KA,et al.IL-10 is not protective in intestional ischemia reperfusion injury[J].J Sury Res,2002,105(2):145-152.
[2]吳其夏,余應(yīng)年,盧建.新編病理生理學(xué)[M].北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社,1999:191-209.
[3]Ben AZ,Hochhauser E,Burstein L,et al.Role of antitumor necrosis factor alpha in ischemia-reperfusion injury in isolated rat pancreas in a blood free environment[J].Transplatation,2006,73(12):1875-1880.
[4]Gabor S,Susanne B,Nicole S,et al.Poly-ADP ribose polymerase inhibition reduces reperfusion injury after heart transplantation[J].Transplatation,2008,90:100-106.
[5]吳毅彥.燈盞花素藥代動力學(xué)研究現(xiàn)狀[J].天津醫(yī)學(xué),2009,21(3):62-65.
[6]Mallick IH,Yang W,Winslet MC,et al.Ischemia-reperfusion injury of the intestine and protective strategies against injury[J].Dig Dis Sci,2004,49(9):1359-1377.
[7]王萬鐵,王衛(wèi),徐正衸,等.肝缺血再灌注損傷中脂質(zhì)過氧化反應(yīng)及左旋精氨酸的干預(yù)作用[J].中國危重病急救醫(yī)學(xué),2003,15(2):91-93.
[8]Tascilar N,Irkorucu O,Tascilar O,et al.Bacterial translocation in experimental stroke:what happens to the gut barrier[J].Bratisl Lek Listy,2010,111(4):194-199.
[9]Culotta E,Koshland DE.DNA repair works it works its way to the top[J].Science,1994,266(5193):1926-1929.
[10]Machy TJ.Bcl-2/Bax ratio as a predictive marker for therapeutic response to radiotherapy in patients with prostate cancer[J].Urology,2009,56(2):1085.
[11]徐慶有,李學(xué)信.燈盞細(xì)辛注射液對高粘滯血癥病人血液粘度的影響[J].中國新藥與臨床雜志,1995,14(4):233-234.
[12]沈金麒.燈盞花治療視網(wǎng)膜靜脈阻塞[J].上海醫(yī)學(xué),2009,18(12):736-737.
[13]陳康寧,董為偉.燈盞花注射液對腦缺血神經(jīng)元凋亡的防治作用[J].中國臨床神經(jīng)科學(xué),2000,8(1):5-7.