張 誠,林 中,袁 園,段澤輝
重癥急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是臨床常見的急腹癥之一[1],病死率高達15%~20%[2]。SAP時常見胃腸動力的下降,發(fā)生胃腸動力障礙,甚至出現(xiàn)胃腸功能衰竭。SAP伴胃腸動力障礙的發(fā)生機制十分復雜,仍未能闡明,有待研究及探討,目前認為可能與神經(jīng)因素、胃腸激素、腸道細菌、缺血再灌注損傷、炎癥介質、Cajal間質細胞等有關。神經(jīng)因素中腸神經(jīng)系統(tǒng)(enteric nervous system,ENS)起主要作用。ENS調控運動的神經(jīng)元包括興奮性神經(jīng)元和抑制性神經(jīng)元。血管活性腸肽(vasoactineintrestinalpeptide,VIP)為重要的 ENS抑制性神經(jīng)元。許多胃腸動力障礙疾病常伴隨著ENS的改變。本研究通過制造大鼠SAP模型,觀察胃竇肌間神經(jīng)叢的VIP陽性神經(jīng)元數(shù)目的變化,以探討其與SAP伴胃腸動力障礙的關系。
1.1 材料 健康雌性SD大鼠20只,體重200~220 g,由桂林醫(yī)學院動物實驗中心提供,實驗動物合格證號:SYXK桂2003-001。按隨機列表法分為假手術組和SAP模型組,每組10只。大鼠分籠飼養(yǎng)于20~22℃室溫下,相對濕度為45%~55%,自由飲食進水,每日光照明暗交替12 h。Anti Human Neuronal Protein HuC/HuD(anti-HuC/HuD,Molecular Probes公司);VIP(H-95)兔抗大鼠多克隆抗體(Santa Cruz公司);正常山羊封閉血清、FITC標記山羊抗小鼠IgG(H+L)、TRITC標記山羊抗兔 IgG(H+L)(北京中杉金橋生物技術有限公司);?;悄懰徕c(Sigma公司);酚紅糊劑(4 g/L酚紅水溶液按15 mL/g面粉的比例加熱調成糊劑,天津科密歐化學試劑開發(fā)中心);氫氧化鈉、氫氧化鋇、硫酸鋅(廣東汕頭西隴化工有限公司);CRP ELISA檢測試劑盒(美國R&D公司)。體視顯微鏡(日本奧林巴斯公司);倒置熒光相差顯微鏡(日本奧林巴斯公司);紫外分光光度計(日本島津公司)。
1.2 方法
1.2.1 建立動物模型 大鼠術前24 h禁食,自由飲水,乙醚麻醉大鼠,假手術組開腹后,翻動十二指腸及胰腺3次,關腹。SAP模型組開腹后,辨認胰膽管走向及其在十二指腸的開口處,用針頭在胰膽管十二指腸開口處的對側腸壁一無血管區(qū)穿孔,用磨頓的頭皮針從腸壁穿孔處逆行滑行探入胰膽管,動脈夾夾閉胰膽管近腸壁端和近肝門端,頭皮針接微量泵泵入0.5 g/L牛黃膽酸鈉水溶液(1 mL/kg,0.1 mL/min)4~6 min,停止泵入后維持夾閉6~8 min,松開動脈夾、拔除針頭,回復腸段,關腹。假手術組和SAP模型組均皮下注射10 mL等滲鹽水。
1.2.2 檢測胃排空率、血清淀粉酶、C-反應蛋白(C-reactionprotein,CRP) 大鼠造模后禁食禁水24 h后,灌入酚紅糊劑(1 mL/100 g),20 min后水合氯醛麻醉大鼠,下腔靜脈取血8 mL。以胃酚紅殘留率為指標評價胃排空率,人工碘比色法檢測血清淀粉酶,檢測CRP嚴格按照試劑盒操作。
1.2.3 胰腺HE染色 取胰頭部胰腺,置于體積分數(shù)為4%的甲醛中固定24 h后,制成HE標本。胰腺病理評分參照Schmidt法[1],按組織水腫、炎性細胞浸潤、出血程度、胰腺壞死程度共4個參數(shù)評分,得分相加計算其總分值。
1.2.4 制作胃竇肌間神經(jīng)叢標本 用Kreb液將胃清洗干凈后,放于 Zamboni's固定液中伸展固定24 h;PBS磷酸鹽溶液清洗后,將胃竇部漿膜面朝上放于玻璃皿中,體視顯微鏡下用顯微鑷將漿膜層和肌層一同撕下,將漿膜面朝下,剝除其上附著的環(huán)形肌,剪成0.4cm×0.8cm大小,即制成胃竇肌間神經(jīng)叢標本。
1.2.5 雙重免疫熒光染色與結果判斷 ①染色方法:在室溫22℃下,將胃竇肌間神經(jīng)叢標本放入體積分數(shù)為10%的正常山羊封閉血清和體積分數(shù)為0.5%的TritonX-100的PBS中孵育45 min;4℃環(huán)境中,用小鼠來源的anti-HuC/HuD(10 μg/mL)和兔來源的VIP抗體(1∶100)分別孵育24 h;室溫22℃下,用 FITC標記的山羊抗小鼠IgG(1∶100)和TRITC標記的山羊抗兔IgG(1∶400)分別孵育45 min;甘油封片。孵育時,標本保持濕潤,以上每道程序后均用PBS漂洗3次,每次10 min。②結果判斷:用 anti-HuC/HuD作為一抗,F(xiàn)ITC標記的綠色熒光抗體作為二抗,顯示所有胃竇肌間神經(jīng)叢細胞;用VIP抗體作為一抗,TRITC標記的紅色熒光抗體作為二抗,顯示VIP陽性神經(jīng)元。用熒光顯微鏡觀察標本,計算胃竇肌間神經(jīng)叢細胞數(shù)和VIP陽性神經(jīng)元細胞數(shù),每個樣本至少觀察200個胃竇肌間神經(jīng)叢細胞數(shù)。VIP陽性神經(jīng)元表達率計算公式:
神經(jīng)元表達率(%)=VIP陽性神經(jīng)元細胞數(shù)/胃竇肌間神經(jīng)叢細胞數(shù)×100%
1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析,胰腺病理評分、血清淀粉酶、CRP及胃排空率的比較用兩獨立樣本t檢驗,VIP陽性神經(jīng)元表達的比較用Mann-Whintney非參數(shù)檢驗。以P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 一般情況 造模24h后,假手術組大鼠無死亡,一般情況良好,活動及反應正常,開腹后未見腹水、鈣化灶、胰腺病灶及胃潴留等胰腺炎相關表現(xiàn)。SAP模型組大鼠2只死亡,生存率為80%,存活大鼠精神萎靡,活動及反應遲緩,開腹后可見血性腹水、鈣化灶、胰腺出血壞死灶及胃腸道擴張等表現(xiàn)。
2.2 胰腺組織病理評分、血清淀粉酶、CRP及胃排空率的比較 光鏡下,假手術組胰腺組織僅見少量出血水腫,小葉結構正常,無胰腺壞死灶區(qū)。SAP模型組小葉結構紊亂,葉間隙增寬,可見大片狀壞死、大量出血和炎細胞浸潤。SAP模型組胰腺病理評分、血清淀粉酶、CRP高于假手術組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);而胃排空率低于假手術組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見圖1,表1。
2.3 VIP陽性神經(jīng)元表達的比較 胃竇肌間神經(jīng)叢細胞呈多態(tài)性,細胞核和細胞質均染色,神經(jīng)纖維不著色。VIP陽性神經(jīng)元細胞質染色,而細胞核不染色,神經(jīng)纖維著色呈串珠狀,連接于神經(jīng)節(jié)之間。見圖2。
圖1 大鼠胰腺病理改變(HE×200)Figure 1 The pathological lesion of the pancreas(HE×200)
表1 大鼠胰腺病理評分、血清淀粉酶、CRP、胃排空率及VIP陽性神經(jīng)元表達的比較()Table 1 The comparison of the score of pancreatic lesion,amylase,CRP,gastric emptying rate and the percentage of VIP neurons()
表1 大鼠胰腺病理評分、血清淀粉酶、CRP、胃排空率及VIP陽性神經(jīng)元表達的比較()Table 1 The comparison of the score of pancreatic lesion,amylase,CRP,gastric emptying rate and the percentage of VIP neurons()
與假手術組比較,*P ﹤0.05、**P ﹤0.01
組別 n 胰腺病理評分(分) 血清淀粉酶(U/L) CRP(μg/mL) 胃排空率(%)VIP陽性神經(jīng)元的表達率(%)假手術組 10 1.60 ±0.52 360.20 ±30.29 35.71 ±6.43 70.99 ±1.82 10.72 ±1.92 SAP 模型組 8 14.63 ±1.06* 2061.25 ±434.86** 140.10 ±17.07* 31.49 ±3.96** 22.45 ±4.10**
圖2 大鼠胃竇肌間VIP陽性神經(jīng)元的表達(雙重免疫熒光法 ×200)Figure 2 The immunofluorescence results of VIP positive neurons in gastric antrum myenteric ganglia(double-immunofluorescent staining×200)
VIP陽性神經(jīng)元是來自腸神經(jīng)系統(tǒng)的重要抑制性神經(jīng)元[4],分泌 VIP 使胃腸道平滑肌舒張[5]。VIP是由28個氨基酸組成的一種直鏈結構小分子神經(jīng)多肽[6],主要有胃腸激素功能[7]、神經(jīng)肽功能[8]和免疫調節(jié)功能[9]。VIP廣泛分布于腸道和神經(jīng)系統(tǒng),在結腸的含量最高,以神經(jīng)遞質的方式發(fā)揮作用[10]。VIP通過 cAMP依賴的蛋白激酶途徑和NO相關性途徑來介導胃腸平滑肌的運動,引起胃排空減慢、參與結腸的節(jié)段非推進性運動和維持胃腸道規(guī)律的蠕動調節(jié)等作用[11-12]。研究表明SAP時VIP能通過影響胃腸道平滑肌電活動而導致胃腸動力障礙[13]。本研究組曾在大鼠小腸肌間神經(jīng)叢神經(jīng)元和結腸平滑肌細胞體外共同培養(yǎng)實驗中發(fā)現(xiàn)VIP陽性神經(jīng)元在體外培養(yǎng)時發(fā)生了重塑[14],亦發(fā)現(xiàn)SAP伴胃腸動力障礙時結腸黏膜下VIP陽性神經(jīng)元有變化[15]。胃為胃腸道的重要器官,是胃腸蠕動的重要部位。本研究以胃竇部為研究對象,旨在探討胃腸動力障礙時胃的變化;以血清淀粉酶、CRP、胰腺病理評分作為衡量造模成功與否和胰腺炎嚴重程度的標準;以胃排空率來判斷大鼠是否存在胃腸功能減弱;以雙重免疫熒光法測定VIP陽性神經(jīng)元的表達,實驗技術成熟,結果直觀可靠。SAP伴胃腸動力障礙大鼠ENS中胃竇肌間神經(jīng)節(jié)VIP陽性神經(jīng)元發(fā)生了重塑,VIP陽性神經(jīng)元的重塑與SAP伴胃腸動力障礙的神經(jīng)機制有關。
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