張 靚,王光明,唐艷隆,劉 玲,杜 偉*
(1.大理大學(xué)大理非直屬附屬醫(yī)院,云南大理671000;2.大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院,云南大理671000)
肝癌經(jīng)TAE術(shù)后肝細胞中PPAR-α的表達
張靚1,王光明2,唐艷隆2,劉玲2,杜偉2*
(1.大理大學(xué)大理非直屬附屬醫(yī)院,云南大理671000;2.大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院,云南大理671000)
目的:探討PPAR-α在肝癌經(jīng)肝動脈栓塞術(shù)(TAE)后肝功能異常中的作用機制。方法:建立新西蘭大白兔VX2肝癌動物模型26只,模型成功率為86%(24/28),將兔VX2肝癌動物模型隨機分為栓塞組12只,造影組12只,TAE術(shù)后8 h各組兔同時處死,取腫瘤旁取正常肝組織,制作石蠟切片,進行HE染色以及免疫組化,檢測PPAR-α在肝組織中的表達。結(jié)果:栓塞組陽性細胞數(shù)介于51%~85%,陽性評估為++/+++,造影組陽性細胞數(shù)介于10%~30%,陽性評估為+/++。統(tǒng)計學(xué)分析表明TAE術(shù)后,癌旁肝組織中PPAR-α的表達明顯高于造影組(P<0.05)。結(jié)論:TAE后,PPAR-a在腫瘤周圍肝細胞中的表達明顯增加,可能機制為癌旁正常肝組織缺血缺氧,從而導(dǎo)致PPAR-α高表達。
PPAR-a;肝癌;動脈栓塞術(shù);肝功能
[DOI]10.3969/j.issn.2096-2266.2016.10.018
原發(fā)性肝癌(primary hepatic carcinoma,PHC)是我國最為常見的惡性腫瘤之一,近幾年來發(fā)病有增多趨勢,由于80%的PHC患者發(fā)現(xiàn)時已屬于晚期,經(jīng)動脈栓塞術(shù)(transcatheter arterial embolization,TAE)是臨床經(jīng)常運用的手段之一。但TAE可造成不同程度的肝功能損傷,甚至肝功能衰竭〔1〕。過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)屬于Ⅱ型核激素受體超家族,目前發(fā)現(xiàn)有3種亞型∶PPAR-α、PPAR-β、PPAR-γ〔2〕,PPAR-α主要在肝、心、腎近曲小管、棕色脂肪等組織,其中在肝細胞表達較高,參與肝細胞各項生理過程以及疾病的發(fā)生和發(fā)展,PPAR-α作為上游因子,調(diào)控多種因子的表達,從而調(diào)節(jié)肝細胞的增殖與凋亡、炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激以及脂肪代謝。本研究在建立兔腫瘤細胞(VX2)移植性肝癌模型的基礎(chǔ)上,觀察兔VX2移植性肝癌行TAE術(shù)后肝細胞PPAR-α的表達,旨在探討PPAR-α在肝癌行TAE后肝功能異常中的作用機制。
1.1材料
1.1.1實驗動物荷瘤兔2只(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院提供),新西蘭大白兔28只,質(zhì)量為2.7~3.1 kg,平均為2.9 kg,性別不限,由大理大學(xué)動物實驗中心提供。
1.1.2器材和試劑介入器材有21G穿刺針系統(tǒng)、4F單彎導(dǎo)管、0.032 inch超滑導(dǎo)絲、4F導(dǎo)管鞘和3F SP微導(dǎo)管(Turomu Japan);影像設(shè)備有CT機(Brlliance 16 slice,Philips)及DSA機(Integris alluran,Philips);包埋機、病理切片機、烤片機、烤箱、冰箱、高壓鍋、載玻片及蓋玻片等(大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科提供);PPAR-α多克隆抗體(Novusbiologicals),小鼠IgG免疫組化試劑盒SV0001(武漢博士德生物技術(shù)有限公司),DAB顯色劑(Sigma公司)。
1.2實驗方法
1.2.1建模方法荷瘤兔傳代及VX2肝癌模型建立,采用改良CT下定位瘤塊注射法〔3〕,分別于接種7、14、21、28 d進行CT檢查,全麻后仰臥固定,掃描條件為90 kV,100 mA,層厚2.5 mm,增強掃描由耳緣靜脈注入對比劑,對比劑總劑量為8 mL(4 mL碘海醇+4 mL生理鹽水),注射速度1 mL/s,成功造模24只癌兔,造模成功率為86%(24/28)。
1.2.2經(jīng)導(dǎo)管股動脈造影、栓塞及分組VX2肝癌兔全麻仰臥固定,雙側(cè)腹股溝區(qū)備皮,常規(guī)消毒鋪巾,于股動脈搏動明顯處縱形切開皮膚后鈍性分離出股動脈,遠心端結(jié)扎固定,采用Seldinger技術(shù)穿刺股動脈置入血管鞘,單彎導(dǎo)管頭端選擇至肝腹腔干后行數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA),顯示腫瘤血管呈“抱球征”改變,對比劑總量5~6 mL,流率2 mL/s。根據(jù)腫瘤部位和供血動脈,用SP微導(dǎo)管超選入腫瘤供血動脈,盡可能避開正常肝組織供血支。
將肝癌模型兔隨機分為2組,栓塞組12只,造影組12只,栓塞組是在確定腫瘤血管后注入碘化油1~2 mL進行栓塞,造影組不注入碘化油栓塞。栓塞組及造影組術(shù)后拔管,結(jié)扎股動脈,縫合切口,術(shù)后肌注慶大霉素抗感染。
1.3病理學(xué)檢查兩組的標本均取自病灶邊緣肝組織,用10%的福爾馬林固定后石蠟包埋切片,切片厚度為4 μm。
1.3.1HE染色步驟切片放入60℃烤箱30~60 min;脫蠟∶二甲苯1(5 min)→二甲苯2(5 min)→無水酒精(2 min)→95%酒精(2 min)→90%酒精(數(shù)秒)→75%酒精(數(shù)秒)→流水沖洗;染色∶蘇木素(4 min)→流水沖洗→1%鹽酸乙醇分化(數(shù)秒)→流水沖洗→伊紅浸染(數(shù)秒)→流水沖洗→梯度脫水、透明、樹膠封片。
1.3.2免疫組化步驟采用Super Vision兩步免疫組化法,切片放入60℃烤箱30~60 min使切片緊密黏附,脫蠟;3%H2O2,室溫10 min,蒸餾水洗3次,EDTA抗原修復(fù)10 min,3%BSA封閉10 min,甩去多余液體,不洗滴加適當(dāng)稀釋的一抗(1∶2 000)40 μL 4℃過夜,PBS沖洗3次。滴加聚合HRP標記抗小鼠IgG 37℃孵育30 min,PBS沖洗3次,DAB(1∶50)顯色,室溫顯色。鏡下控制反應(yīng)時間,一般5~10 min。蒸餾水洗滌,蘇木素輕度復(fù)染、脫水、透明、封片。以緩沖液(PBS)代替1抗作為陰性對照。
1.4結(jié)果判定
1.4.1HE染色顯微鏡下觀察肝細胞排列、形態(tài)以及間質(zhì)改變,有無炎性細胞及凋亡細胞。
1.4.2免疫組化每張切片隨機選取5個40倍視野,計數(shù)陽性細胞(胞核著色)及染色強度。根據(jù)陽性細胞數(shù)和染色強度綜合評分,著色強度評分∶無色0分,淡黃色1分,棕黃色2分,棕褐色3分;陽性細胞百分數(shù)評分∶0為0分,≤25%為1分,26%~50%為2分,51%~75%為3分,>75%為4分。著色強度評分和陽性細胞百分數(shù)相加得出總評分∶0~1分為陰性(-),2~3分為弱陽性(+),4~5為陽性(++),>6為強陽性(+++)。
肝癌栓塞組與造影組比較,TAE術(shù)后大部分肝細胞胞漿淡紅,核深染、固縮、碎裂,部分形成空泡,周圍可見中性粒及淋巴細胞浸潤。見圖1。
圖1 造影組與栓塞組肝組織HE染色結(jié)果
PPAR-α表現(xiàn)為胞核著色,呈現(xiàn)淡黃至棕褐色顆粒為陽性表現(xiàn)。見圖2。栓塞組棕黃色陽性細胞數(shù)介于51%~85%,陽性評估為++/+++,造影組陽性細胞數(shù)介于10%~30%,陽性評估為+/++。統(tǒng)計學(xué)分析表明TAE術(shù)后,癌旁肝組織中PPAR-α的表達明顯高于造影組(P<0.05)。見表1。
圖2 造影組與栓塞組肝組織PPAR-α的表達
表1 PPAR-α在栓塞組與造影組的癌旁肝組織中的表達
PPAR-α在造影組陽性細胞數(shù)為27%±12%,在栓塞組癌旁肝組織表達為68%±15%,經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理P<0.05,兩組的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
PHC是世界常見惡性腫瘤,也是我國第二大腫瘤〔4〕。TAE是一種安全有效的治療手段,可以延長晚期PHC患者的生存時間,提高患者的生活質(zhì)量。它是將微導(dǎo)管超選擇性插入到腫瘤的靶血管中,然后注入栓塞材料,對其供血動脈進行栓塞。TAE以其副反應(yīng)小、手術(shù)創(chuàng)傷小、可以縮小病灶、為患者爭取進一步手術(shù)切除的機會等優(yōu)勢〔5-6〕,在臨床得到廣泛地應(yīng)用。臨床試驗及Meta分析均顯示TAE與最好的內(nèi)科支持治療相比,可明顯提高患者生存率,而對于原發(fā)腫瘤伴肝轉(zhuǎn)移的患者,也能夠提供進一步治療的機會,延長患者生存期〔7〕。
TAE在發(fā)揮抑制腫瘤生長、使腫瘤病灶壞死縮小作用的同時,也會造成不同程度的肝功能損傷〔8〕。肝功能損傷的發(fā)生率介于22.4%~66.7%之間,它是TAE術(shù)后影響患者恢復(fù)的重要因素〔8〕。此外,PHC患者肝硬化的發(fā)生率高達70%~90%,基礎(chǔ)肝功能往往較差,TAE術(shù)后可能造成肝衰竭的發(fā)生,患者的生存期易受到影響。而現(xiàn)有文獻更多地關(guān)注TAE對腫瘤患者生存期的影響,反而對肝功能異常對生存期的影響沒有足夠重視。因此,如何減輕術(shù)后肝功能的損傷,提高TAE術(shù)后患者的生存期,是我們介入醫(yī)師需要考慮的問題。
正常肝組織的血供雖然主要來自門靜脈,但肝癌組織的血供主要來自肝動脈。TAE治療過程中的導(dǎo)絲、導(dǎo)管物理損傷以及常用的栓塞劑(如碘化油等)的化學(xué)損傷,會造成血管的痙攣、堵塞,引起癌組織及癌旁肝組織的缺血缺氧。在筆者前期肝癌模型建立行TAE治療過程中,CT檢查發(fā)現(xiàn)部分造影劑以及栓塞劑可彌散進入周圍正常肝細胞中,可能對肝細胞有一定的損傷。缺血缺氧過程激活了一系列復(fù)雜的事件以及持續(xù)產(chǎn)生內(nèi)源性的變化,從而引起肝細胞凋亡、壞死,肝組織損傷,肝功能異?!?〕。堵塞的血管將引發(fā)炎癥反應(yīng)和產(chǎn)生氧自由基〔10〕,炎癥反應(yīng)將導(dǎo)致肝細胞損傷,從而破壞肝細胞,增多的炎癥因子、趨化因子以及黏附因子等進入周圍肝實質(zhì)內(nèi)而使肝組織進一步損傷;氧自由基也可直接引起肝組織損傷,促進細胞凋亡,同時可激活基質(zhì)蛋白金屬蛋白酶-9(MMP9)等通路〔11〕。因此,在探討TAE術(shù)后肝功能異常時應(yīng)該考慮改善肝缺血、抑制炎癥反應(yīng)、減弱氧化應(yīng)激、維持肝組織結(jié)構(gòu)和功能完整性。我們研究顯示,介入治療后,兩組腫瘤組織中的NF-κB表達無明顯差異,而介入治療后癌旁肝組織的NF-κB表達明顯增強〔12〕,NF-κB表達明顯增強提示其激活了炎癥反應(yīng),促炎癥因子、黏附因子的含量升高〔10〕,同時肝內(nèi)皮細胞和巨噬細胞激活MMP9引起肝組織的損傷〔11〕。
PPAR-α是多種信號通路的交匯點,作為多種因子的上游因子,參與肝細胞的多種生理及病理過程。在肝細胞炎癥、脂肪代謝異常、缺血損傷等均有異常表達〔13〕。研究表明PPAR-α可下調(diào)NF-κB、腫瘤壞死因子α(TNF-α)的表達,抑制炎性反應(yīng)〔13〕,Panigrahy等人在研究PPAR-α與腫瘤發(fā)生及治療的機制中發(fā)現(xiàn),PPAR-α主要是通過抑制環(huán)氧酶(COX)、氧化酶(NOX)、TNF-α來抑制炎性反應(yīng)〔14〕,Karuna等人研究酒精性脂肪肝的分子機制表明,PPAR-α低表達參與酒精性肝損傷的發(fā)生發(fā)展,促進肝細胞脂肪變性,減少乙醇的代謝以及脂肪酸的氧化和轉(zhuǎn)運〔15〕。Bechmann等〔16〕人在研究中發(fā)現(xiàn),KLF6損失導(dǎo)致PPAR-α蛋白表達的衰減,導(dǎo)致肝脂肪及糖代謝異常,參與非酒精性脂肪肝的發(fā)生以及發(fā)展。Eliasmiró等通過喂飼PPAR-α的激動劑Wy-14643促進PPAR-α的表達以抑制超氧化物歧化酶(SOD)以及COX的產(chǎn)生,從而減少缺血再灌注對肝細胞的損傷。本研究發(fā)現(xiàn),PPAR-α主要在肝細胞的細胞核中表達,PPAR-α在TAE組的陽性評估強于非栓塞組。PPAR-α的高表達提示我們∶在介入手術(shù)中運用碘化油栓塞腫瘤靶血管時,不可避免地對周圍正常肝組織造成阻塞或化學(xué)損傷,肝細胞的缺血、缺氧,以及循環(huán)再通后產(chǎn)生的缺血再灌注損傷。Kupffer細胞以及肝細胞產(chǎn)生NF-κB調(diào)節(jié)TNF-α以及白細胞介素(IL-1)等的表達,介導(dǎo)炎性反應(yīng),同時通過還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶以及呼吸鏈產(chǎn)生ROS對肝細胞造成損傷。ROS的增多同時可以介導(dǎo)正常肝細胞凋亡。
綜上所述,TAE治療后腫瘤周圍的肝細胞缺血缺氧,導(dǎo)致炎性反應(yīng),過氧化物堆積,肝細胞凋亡以及脂肪變性等,引起PPAR-α的表達增加,從而發(fā)揮抗炎,抗凋亡以及抗缺血再灌注的損傷以及促進脂肪代謝的作用。
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翌日上午取回采樣紙,用工業(yè)顯微鏡把附著藥液的1.2mm2試紙放大160倍,讀入計算機中,利用圖像處理技術(shù)統(tǒng)計上面的霧滴的粒數(shù)和當(dāng)量粒徑;再利用Excel軟件統(tǒng)計和計算平均粒徑的大小及粒數(shù)[3]。由于霧滴在采樣紙上的痕跡大致為圓形,應(yīng)校正為球體直徑,按下列公式計算,即
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PPAR-α Expression of Hepatocytes after TAE in Liver Cancer
Zhang Liang1,Wang Guangming2,Tang Yanlong2,Liu Ling2,Du Wei2*
(1.Non-Affiliated Hospital of Dali University in Dali,Dali,Yunnan 671000,China;2.The First Affiliated Hospital of Dali University,Dali,Yunnan 671000,China)
Objective:To investigate the function mechanism of PPAR-α in liver cancer on abnormal liver function after transcatheter arterial embolization(TAE).Methods:VX2 hepatic cancer model in 26 New Zealand white rabbits model were established with 86%successful rate(24/28).VX2 hepatic cancer models in rabbits were randomly divided to embolization group(12),angiography group(12).Rabbits of very group were sacrificed 8 hours after TAE.Liver tissues surrounded HCC were collected to make paraffin section,and the expression of PPAR-α in hepatic tissue was detected after hematoxylin&eosin(HE)staining and immunohistochemistry.Results:Positive cells in embolization group ranged from 51%~85%with a positive assessment++/+++;positive cells in angiography group were between 10%~30%with a positive assessment of+/++.Statistical analysis showed that the PPAR-α expression in cancer adjacent hepatic tissue of embolization group was significantly higher than angiography group(P<0.05).Conclusion:After TAE,PPAR-α expression in tumor adjacent hepatic tissue increased significantly.The possible reason of high expression of PPAR-α might be hypoxia ischemia of cancer adjacent normal tissues.
PPAR-α;liver cancer;arterial embolization;liver function
R735.7
A
2096-2266(2016)10-0067-04
(責(zé)任編輯董杰)
國家自然科學(xué)基金資助項目(81241131);云南省教育廳科學(xué)研究基金資助項目(2013J113)
2014-06-09
2016-05-03
張靚,住院醫(yī)師,主要從事放射介入研究.
*通信作者:杜偉,教授,博士.