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        羅格列酮對高脂血癥大鼠合并重癥急性胰腺炎的作用

        2014-02-10 08:27:56趙凱亮巴圖爾尼牙子楊波鄧文宏左騰王衛(wèi)星
        中華急診醫(yī)學雜志 2014年1期
        關鍵詞:血清

        趙凱亮 巴圖爾?尼牙子 楊波 鄧文宏 左騰 王衛(wèi)星

        【摘要】目的 探討過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peRoxisomepRolifeRatoR-activated ReceptoRs-γ, PPAR-γ)激動劑羅格列酮(Rosiglitazone, ROSI)對高脂血癥大鼠合并重癥急性胰腺炎(SAP)的保護作用及其可能機制。方法 將120只SD大鼠隨機(隨機數字法)分為兩組:正常飲食組(n=40)、高脂飲食組(n=80)。按不同的飲食喂養(yǎng)兩周后再隨機分組:正常飲食組分為假手術組(SO組)和重癥急性胰腺炎組(SAP組);高脂飲食組分為假手術組(HL組)、高脂血癥合并重癥急性胰腺炎組(HAP組)、ROSI預處理組(HR組)、ROSI拮抗組(HRI組),每組各20只。逆胰膽管注射5%?;悄懰徕c(1 mL/kg)建立SAP模型。SO組和HL組操作同SAP組及HAP組,但胰膽管內注入等容量生理鹽水;HR組于造模前1 h經腹腔注射ROSI (10 mg/kg);HRI組于注射ROSI前30 min經腹腔注射GW9662(0,3 mg/kg),余操作同HR組。于12 h時點觀察大鼠胰腺病理學變化。測定血清淀粉酶(AMY)、血清甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)的含量。免疫組化法檢測各組大鼠胰腺組織NF-κB p65蛋白的表達。WesteRn-Blot法檢測大鼠胰腺組織腫瘤壞死因子(TNF-α)及細胞間黏附分子(ICAM-1)的蛋白表達水平。結果 TC、TG的血清水平在HL組和HAP組較SO組和SAP組均明顯升高(10,86±1,47, 10,42±0,95 vs, 1,72±0,13; 1,24±0,28, 1,36±0,13 vs, 0,61±0,12, 0,54±0,08;均P<0,05);HAP組血清AMY、大鼠胰腺病理學評分、胰腺組織NF-κB p65蛋白表達及TNF-α、ICAM-1蛋白表達水平均較SAP有顯著升高(P<0,05);HR組的血清AMY、TC、TG、大鼠胰腺病理學評分、胰腺組織NF-κB p65蛋白表達及TNF-α、ICAM-1蛋白表達水平均較HAP和HRI組有所降低(2006,9±331,9 vs, 6501,9±3771,0, 5892,2±474,3;4,36±0,99 vs, 10,42±0,95,11,08±1,05;0,58±0,12 vs, 1,36±0,13,1,58±0,12; 均P<0,05),HRI組各項指標均與HAP組差異無統(tǒng)計學意義(P>0,05)。結論 ROSI對高脂血癥合并SAP大鼠胰腺損傷具有一定程度的保護作用,其保護機制可能與降低血脂水平和抑制NF-κB的激活及降低其下游炎癥因子的表達有關。

        【關鍵詞】過氧化物酶體增殖物激活受體-γ; 羅格列酮; 重癥急性胰腺炎;細胞因子

        Effects of peRoxisome pRolifeRatoR-activated ReceptoRs-γ ligand on hypeRlipidemic Rats with seveRe acute pancReatitis Zhao Kailiang, BatuR Niyaz, Yang Bo, Deng Wenhong, Zuo Teng, Wang Weixing. DepaRtment of GeneRal SuRgeRy, Renmin Hospital of Wuhan UniveRsity, Wuhan 430060, China

        CoRResponding authoR:Wang Weixing,Email:sate,llite@163,coRn

        【AbstRact】Objective To exploRe the effects of Rosiglitazone (ROSI), a PPAR-γ ligand, on hypeRlipidemia with seveRe acute pancReatitis (SAP) in the Rat model induced by sodium tauRocholate injected into intRa-bile-pancReatic duct and exploRe theiR undeRlying mechanism. Methods A total of 120 male SD Rats weRe Randomly divided into two gRoups, and eighty Rats weRe fed with high fat diet foR two weeks to induce expeRimental hypeRlipemia and the Rest Received noRmal diet. The Rats fed with noRmal diet weRe divided into two gRoups: sham opeRation gRoup (SO gRoup, n=20) and SAP gRoup (n=20). The hypeRlipidemic Rats weRe Randomly divided into fouR gRoups: sham opeRation hypeRlipidemia Rats gRoup (HL gRoup, n=20), hypeRlipidemia with acute pancReatitis gRoup (HAP gRoup, n=20), ROSI pRevention gRoup (HR gRoup, n=20) and antagonist gRoup (HRI gRoup, n=20). Rats of SAP gRoup and HAP gRoup weRe induced by a RetRogRade infusion of 5%sodium tauRoholate into bile-pancReatic duct, wheReas the Rats in SO gRoup and HL gRoup weRe induced by saline instead; Rats in HR gRoup weRe administeRed ROSI (10 mg/kg) intRa-peRitoneally 1 houR pRioR to sodium tauRocholate; Rats in HRI gRoup weRe administeRed GW9662 (0,3 mg/kg) intRa-peRitoneally 30 min pRioR to ROSI. Rats fRom each gRoup weRe sacRificed by exsanguination 12 h afteR the induction of pancReatitis. Blood samples weRe taken fRom all animals to measuRe seRum amylase (AMY), total cholesteRol (TC), tRiglyceRides (TG). The seveRity of pancReatitis was evaluated by histological scoRe of pancReatic injuRy. The level of nucleaR factoR (NF)-κB p65 pRotein in pancReas was measuRed by immunohistochemistRy. The levels of inteRcellulaR adhesion molecule (ICAM-1) pRotein and tumoR necRosis factoR-α (TNF-α) pRotein weRe detected by using WesteRn blot analysis.Results The seRum 1evels of TC and TG in HL gRoup and HAP gRoup weRe significantly higheR than those in SO gRoup and SAP gRoup (10,86±1,47,10,42±0,95 vs. 1,72±0,13;1,24±0,28,1,36±0,13 vs. 0,61±0,12,0,54±0,08;all P<0,05). CompaRed with SAP gRoup, the levels of seRum AMY, the pancReas pathological scoRe, the levels of NF-κB p65, ICAM-1 and TNF-α in pancReas in the HAP gRoup weRe significantly higheR in HAP gRoup (P<0,05). CompaRed with the HAP gRoup and HRI gRoup, HR gRoup significantly decReased the levels of seRum AMY, TC and TG; pancReas pathological scoRe; the levels of NF-κB p65, ICAM-1 and TNF-α in pancReas significantly decReased in HR gRoup (2006,9±331,9 vs. 6501,9±3771,0,5892,2±474,3;4,36±0,99 vs. 10,42±0,95,11,08±1,05;0,58±0,12 vs. 1,36±0,13,1,58±0,12; all P<0,05), but theRe weRe no statistically significant diffeRences in those biomaRkeRs between HAP gRoup and HRI (P>0,05). Conclusions OuR study demonstRated that hypeRlipidemia aggRavated the seveRity of sodium tauRocholate-induced seveRe acute pancReatitis and ROSI exeRted anti-hypeRlipidemic effect and anti-inflammatoRy effect against hypeRlipidemia Rats with sodium tauRocholate-induced seveRe acute pancReatitis.

        【Key woRds】PeRoxisomepRolifeRatoR-activated ReceptoRs-γ; Rosiglitazone; SeveRe acute pancReatitis; Cytokine

        高脂血癥會導致或加重重癥急性胰腺炎(SAP),這一觀點已得到人們的廣泛認可。研究報道,12%~38%的急性胰腺炎患者伴有高脂血癥,其中1,3%~3,8%是由高脂血癥引起的急性胰腺炎,即急性高脂血癥性胰腺炎[1],但直至現(xiàn)在其確切機制仍未完全闡明,針對高脂血癥性胰腺炎的治療更無突破性的進展。羅格列酮(Rosiglitazone,ROSI)屬于過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peRoxisomepRolifeRatoR-activated ReceptoRs-γ,PPAR-γ)激動劑,能夠調節(jié)脂質代謝、脂肪細胞分化和胰島素敏感性,臨床上主要用于2型糖尿病的治療。近年來PPAR-γ激動劑在炎癥調控中的作用已引起人們的廣泛關注[2-3]。本研究旨在觀察ROSI對高脂血癥大鼠合并SAP模型胰腺組織的影響,探討其對高脂血癥合并SAP時胰腺損傷的保護作用。

        1 材料與方法

        1,1 實驗動物與分組

        SPF級雄性SD大鼠120只、體質量150~200 g(湖北省疾病預防控制中心提供)。隨機(隨機數字法)分為正常飲食組(n=40)和高脂飲食組(n=80)。按不同的飲食喂養(yǎng)兩周后再隨機(隨機數字法)分組:正常飲食組分為假手術組(SO組,n=20)和重癥急性胰腺炎組(SAP組,n=20);高脂飲食組分為假手術組(HL組,n=20)、高脂血癥合并重癥急性胰腺炎組(HAP組,n=20)、羅格列酮預處理組(HR組,n=20)、羅格列酮拮抗組(HRI組,n=20)。

        1,2 動物模型制備及處理

        正常飲食組均衡飼料飼養(yǎng)2周,高脂飲食組高脂飼料灌胃2周,高脂飼料配方參照吳婷等[4]方法加以改進(主要成分為77%基礎飼料+20%豬油+3%膽固醇,由武漢大學人民醫(yī)院動物實驗中心協(xié)助配制)。

        實驗前大鼠禁食12 h,自由飲水。10%水合氯醛腹腔注射(0,3 mL/100 g)麻醉,無菌操作下行上腹正中切口進腹,采用1 mL注射器針頭穿過十二指腸對系膜緣經乳頭逆行插入主胰管,以約0,1 mL/min恒速向主胰管注射5%?;悄懰徕c溶液(1 mL/kg,美國Sigma公司)制備重癥急性胰腺炎模型。SO組和HL組操作同SAP組及HAP組,但胰膽管內注入等容量生理鹽水。HR組于造模前1 h經腹腔注射羅格列酮(10 mg/kg,美國Cayman公司);HRI組于注射羅格列酮前30 min經腹腔注射GW9662(GW9662為特異性PPAR-γ激動劑的拮抗劑,0,3 mg/kg,美國Enzo Life Sciences公司),余操作同HR組。

        1,3 標本采集

        術后12 h分批剖殺大鼠。心臟采血,離心后分離血清-20 ℃保存?zhèn)溆?;取部分胰腺組織4%多聚甲醛固定用于光鏡組織病理學檢查及NF-κB p65蛋白免疫組織化學檢測;其余胰腺組織立即經液氮凍存后轉入-80 ℃冰箱保存,用于檢測胰腺組織ICAM-1、TNF-α表達情況。

        1,4 指標檢測方法

        1,4,1 胰腺病理學檢查 胰腺組織4%多聚甲醛固定、石蠟包埋制片,HE染色后光鏡下觀察,由2名病理醫(yī)師以Schmidt等[5]的方法對胰腺損傷的程度進行病理學評分。

        1,4,2 血清淀粉酶(AMY)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)的檢測 以上3個項目在武漢大學人民醫(yī)院檢驗中心予以檢測。

        1,4,3 胰腺NF-κB p65蛋白表達檢測 大鼠胰腺組織用10%甲醛固定24 h,石蠟包埋切片,采用SP法行免疫組織化學檢查。NF-κB p65(抗體購自美國cell signaling technology公司)蛋白定位于細胞質或胞核染色呈棕黃色為陽性。

        1,4,4 WesteRn-Blot檢測胰腺ICAM-1和TNF-α蛋白的表達 凍存胰腺組織以蛋白裂解液勻漿,冰上孵育30 min后,4 ℃、13 000 R/min離心30 min,取上清液,得總蛋白;BCA法測定蛋白濃度;取40 μg蛋白樣品上樣行SDS-PAGE凝膠電泳,蛋白電轉至NC膜,10%脫脂奶粉封閉2 h,加入ICAM-1兔抗大鼠單克隆抗體(1∶ 800,SantaCRuz公司)、TNF-α兔抗大鼠單克隆抗體(1∶ 1000,美國abcam公司)或β-actin一抗(1∶ 1000,美國cell signaling technology公司),置于4 ℃冰箱振蕩孵育過夜后,TBST漂洗,加辣根過氧化酶標記二抗(1∶ 3000),室溫孵育1 h后以ECL化學發(fā)光試劑于暗室顯影,凝膠圖像分析系統(tǒng)檢測蛋白質印跡條帶。

        1,5 統(tǒng)計學方法

        各組數據以均數±標準差(x±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析ANOVA 檢驗,兩兩比較用LSD-t檢驗,方差不齊則進行秩和檢驗, SPSS 17,0統(tǒng)計軟件進行分析,以P<0,05為差異具有統(tǒng)計學意義。

        2 結果

        2,1 血清學指標

        TG、TC的血清水平在HL組和HAP組較SO組和SAP組明顯升高(P<0,05),因而認為成功建立高脂血癥大鼠模型;HR組的各項指標均較HAP和HRI組有所降低(P<0,05 ),但是HRI組與HAP組各項指標差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。

        2,2 胰腺組織病理學改變

        SO組大鼠胰腺及胰周組織結構無異常改變;HL組大鼠胰腺腺泡沒有異常但胰腺間質及胰周組織脂肪卻明顯增生;SAP組胰腺結構被破壞,大片凝固壞死,腺泡結構消失,殘存胰腺小葉孤立于壞死區(qū),伴出血及大量炎癥細胞浸潤;HAP組大鼠胰腺組織同SAP組改變,同樣出現(xiàn)間質水腫、炎癥細胞浸潤、出血、大面積壞死等改變,但HAP組較SAP組壞死更為嚴重;HR組胰腺出血、壞死范圍縮小,炎性細胞浸潤減輕;而HRI組大鼠胰腺出血、炎性細胞浸潤及壞死情況與HAP組相似,較HR組加重(圖1)。各組胰腺組織病理評分值見圖2。

        2,3 各組胰腺組織NF-κB p65表達免疫組化結果

        NF-κB p65陽性表達為視野內組織被染成棕黃色。SO組胰腺組織中僅可見胞漿內微量表達,HL可見胰腺組織胞核內及胞漿內微量表達,SAP組及HAP組胞核內大量表達,HR組較HAP組胞核內表達明顯減少,胞漿內僅微量表達,而HRI組的胞核及胞漿內表達量與HAP組相似,較HR組表達量明顯升高(圖3)。

        2,4 WesteRn-blot檢測各組胰腺組織TNF-α和

        ICAM-1蛋白的表達結果

        SAP組和HAP組大鼠胰腺組織TNF-α和ICAM-1的蛋白表達水平均明顯高于SO組和HL組(P<0,05);HAP組大鼠胰腺組織TNF-α和ICAM-1的蛋白表達水平均高于SAP組(P<0,05);HR組TNF-α和ICAM-1的蛋白表達水平均明顯低于HAP組及HRI組(P<0,05);且HL組大鼠胰腺組織TNF-α蛋白表達水平均高于SO組(P<0,05)(圖4)。

        3 討論

        目前普遍認為高脂血癥尤其是高甘油三酯(TG)血癥是SAP的另一大病因,但其確切的機制仍未完全闡明。目前多數基礎研究都只是針對高脂血癥對SAP的發(fā)病機制方面的研究,而對于高脂血癥合并SAP的治療方面的研究則相對較少。ROSI屬于人工合成高選擇性PPAR-γ的激動劑,能夠調節(jié)脂質代謝、脂肪細胞分化和增強胰島素敏感性,減輕胰島素抵抗,臨床上主要用于治療2型糖尿病。目前已有研究證明急性胰腺炎模型中ROSI可通過PPAR-γ途徑發(fā)揮抗炎作用[6-7],針對ROSI的抗炎和調節(jié)脂質代謝兩大功能,其能否對高脂血癥合并SAP產生其相應的作用,尚未見相關報道。

        本實驗采用脂肪乳劑灌胃的方法和逆行胰膽管注射?;悄懰徕c溶液的方法制作動物模型,經血淀粉酶、血TG、TC及胰腺的病理評分與對照組比較差異有統(tǒng)計學意義,說明建立的高脂SAP大鼠模型有效可行。本研究還顯示,HAP組大鼠胰腺病理學評分明顯高于SAP組,提示在高脂條件下,胰內和胰周高濃度的甘油三酯被胰脂酶水解造成局部大量脂肪酸聚集,大量脂肪酸及在胰腺毛細血管釋放的溶血卵磷脂超過了白蛋白所能結合的數量,而使胰腺細胞膜溶化和毛細血管上皮造成損害,從而激發(fā)或加重了SAP[8-9]。另一原因可能是在伴有高脂的狀態(tài)下,機體脂質過氧化物含量升高,超氧化物歧化酶及過氧化物酶活性降低,機體氧自由基生成增多、清除減少,因而炎癥反應較單純的SAP組更為嚴重[10]。此結果也支持了在眾多研究中高脂血癥能加重胰腺炎病情的結論[4]。本實驗HR組在造模前1 h經腹腔注射ROSI預處理后,血清TC、TG、AMY明顯較HAP組降低。而HRI組大鼠在給予ROSI前給予GW9662(PPAR-γ拮抗劑)后,其血清TC、TG、AMY指標則沒有明顯改變,與HAP組相似,以上結果均可說明ROSI能夠顯著降低血脂水平,從而減輕高脂血癥加重對SAP損傷。

        與SO 組比較,aP<0,05;與 HL 組比較,bP<0,05;與 SAP組比較,cP<0,05;與 HAP 組比較,dP<0,05;與HR組比較,eP<0,05

        研究表明,在SAP模型中,胰腺組織中活性氧、脂質過氧化物迅速增加,同時隨著IκBα的降解,NF-κB被激活, TNF-α、IL-1、IL-6等細胞因子、黏附分子(ICAM-1、VCAM-1等)的基因表達明顯上調。這些炎癥因子與NF-κB p65亞單位核易位有關,并將進一步導致中性粒細胞的黏附和浸潤增加,中性粒細胞被激活后,活性氧產生明顯增加,可進一步激活NF-κB,引起白細胞貼壁、黏附,導致胰腺及胰外臟器炎性細胞浸潤,導致胰腺炎的進一步加重[11-12]。而通過減少AP動物模型中NF-κB的激活,胰腺炎的嚴重程度能夠顯著降低[13-15]。本實驗通過免疫組織化學檢測胰腺組織中NF-κB p65的表達變化,發(fā)現(xiàn)NF-κB p65在SAP組及HAP組中胰腺組織細胞核內表達明顯增強,并定位于細胞核內發(fā)揮基因轉錄調節(jié)作用。而HR組胰腺組織NF-κB p65的表達較HAP組明顯下調,NF-κB p65的活化受到明顯抑制。而給予ROSI前給予GW9662,能夠特異性地抑制PPAR-γ激動劑的作用,即HRI組,其胰腺組織NF-κB p65的表達則明顯升高,這也從另一方面證明ROSI能夠抑制NF-κB的活化。

        NF-κB活化后能調控一系列基因的表達,具有這些啟動子/增強子的基因有IL-l、IL-6、TNF-α、iNOS、ICAM-1等。在SAP的發(fā)病過程中,這些物質均能夠刺激炎性細胞向內皮細胞表而黏附、聚集、滲出而發(fā)揮作用。TNF-α是SAP最早升高的細胞因子,可直接作用于血管內皮細胞,導致組織出血壞死。還可作為重要的始發(fā)因素作用于多種細胞,促進其他細胞因子的產生,引起連鎖反應[16]。有研究表明炎癥過程中ICAM-1的表達受TNF-α的調控[17]。ICAM-l可與粒細胞表面的整合素相互作用,通過介導白細胞的緊密黏附與游出,從而導致局部和遠處器官病損[18]。本實驗中SAP組及HAP組胰腺組織TNF-α、ICAM-l蛋白表達量均明顯高于SO組和HL組,而預先給予ROSI處理后,可以顯著減少胰腺組織TNF-α和ICAM-1 蛋白的表達。而給予ROSI前給予GW9662,則TNF-α和ICAM-1 蛋白的表達量明顯升高,與HAP組表達量相似。 ROSI可能是通過抑制NF-κB的活化,減少TNF-α和ICAM-1表達從而起到減輕SAP時胰腺損傷的作用。

        本研究通過觀察ROSI對高脂血癥合并SAP大鼠的保護作用,從血清指標、病理評分及蛋白質水平分析其保護機制可能與降低血脂和抑制NF-κB這一轉錄因子的激活有關,而NF-κB激活的減少,使得其下游的炎性因子及黏附分子表達相應減少。TNF-α、ICAM-1等炎癥介質的下調,使中性粒細胞黏附、聚集、滲出減少,進一步減輕了組織的損傷。表明ROSI可以通過降低血脂水平和抑制NF-κB的活化及下調TNF-α、ICAM-1等炎癥介質的表達達到改善高脂血癥合并SAP時胰腺損傷的目的。但是PPAR-γ激動劑對高脂血癥合并SAP時胰腺損傷更詳細的作用機制仍有待進一步研究。

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        (收稿日期:2013-03-27)

        (本文編輯:鄭辛甜)

        DOI:10,3760/cma,j,issn,1671-0282,2014,01,011

        基金項目:國家自然科學基金面上項目(81070368);中央高?;究蒲袠I(yè)務費專項資金資助(2012302020202)

        作者單位:430060 武漢,武漢大學人民醫(yī)院普外科

        通信作者:王衛(wèi)星,Email: sate,llite@163,com

        P39-44

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