付 娟,姜朝麗,王天剛,趙 龍,晉小寧,李 志
(西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院脾胃病科,四川瀘州 646000)
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是消化系統(tǒng)常見的急腹癥之一,盡管大多數(shù)AP 具有自限性,但仍有20%~30%可發(fā)展為重癥急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP),其并發(fā)癥多、病情兇險(xiǎn),院內(nèi)病死率高達(dá)15%[1]。SAP不僅引起胰腺局部的炎癥反應(yīng),也常引起胰腺以外多器官損傷,肝臟為主要損傷器官之一,肝衰竭是SAP 患者死亡的主要影響因素之一,發(fā)生率高達(dá)83%[2]。目前重癥急性胰腺炎肝損傷的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,有關(guān)研究表明氧化應(yīng)激反應(yīng)為關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制[3-6],因此早期阻斷或抑制氧化應(yīng)激對(duì)防治SAP 合并肝損傷,保護(hù)肝功能至關(guān)重要。本研究通過觀察柴黃清胰活血方對(duì)SAP 模型大鼠血清淀粉酶(AMY)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)的影響,對(duì)比用藥后超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、血紅素加氧酶-1(HO-1)等氧化應(yīng)激水平的變化,探討柴黃清胰活血方對(duì)SAP 模型大鼠肝臟損傷的保護(hù)作用及可能機(jī)制,以期為臨床治療提供依據(jù)。
SPF級(jí)健康雄性SD大鼠128只,體重(250±30)g,8 周齡,購自成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司[許可證號(hào):SCXK(川)2015-030)]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)通過西南醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(審批號(hào):2020885)。
柴黃清胰活血方成藥由西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院制劑室提供,通過相關(guān)工藝制成流浸膏,流浸膏生藥含量為2.02 g/g(批號(hào):20180602),本次實(shí)驗(yàn)用量為1.2 g/kg。?;悄懰徕c(sigma,批號(hào):#SLBT9650);戊巴比妥鈉(天津蘭洪新能源科技公司,批號(hào):170108);HE 染色試劑盒(Solarbio,批號(hào):20191015);MDA、T-SOD、GSH-PX、CAT、ALT、AST 試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號(hào):A003-1-2,A001-1-2,A005-1-2,A007-1-1,C009-2-1,C010-2-1);山羊抗鼠IgG(Bioss,批號(hào):AG05187292);山羊抗兔IgG、HO-1抗體(購自CST,批號(hào):27、1#$UNIVPA19-07003308_25);總RNA 提取試劑盒(TIANGEN,批號(hào):#S7801)等;Real-time PCR引物由成都擎科生物有限公司合成。
表1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR的引物序列
適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后SD 大鼠隨機(jī)分為4 組(n1=32),即Blank、Sham、SAP 和Chaihuang 組;各組再分6 h、12 h、24 h、48 h 4 個(gè)亞組(n=8)。于實(shí)驗(yàn)前12 h開始禁食,但不禁水,稱重后,以1%戊巴比妥鈉(6 mL/kg)腹腔注射麻醉大鼠,再固定,剃毛備皮,消毒,鋪巾,沿腹中線于劍突下剪一長2~3 cm切口,逐層入腹,找到十二指腸和胰腺,在近肝門處用小動(dòng)脈夾閉暫時(shí)性阻斷胰膽管,清潔磨鈍尾靜脈針頭沿十二指腸乳頭對(duì)側(cè)腸壁無血管區(qū)緩慢進(jìn)入胰膽管約0.5 cm,0.1 mL/min 緩慢勻速推注5%?;悄懰徕c(1 mL/kg BW),拔針后壓迫穿刺點(diǎn)5 min,當(dāng)胰腺組織開始腫脹并初步呈現(xiàn)充血、點(diǎn)狀出血征象時(shí),初步判斷模型制備成功,觀察造模成功后,松開動(dòng)脈夾并逐層縫合關(guān)腹。Sham 組開腹后僅翻動(dòng)胰腺和十二指腸即逐層縫合關(guān)腹,Blank 組不予任何干預(yù)。術(shù)后背部皮下注射4 mL 生理鹽水補(bǔ)充術(shù)中失水,術(shù)后自由飲水,注意保暖。麻醉蘇醒后,Chaihuang 組灌胃柴黃清胰活血方流浸膏藥液(1.2 g/kg),Sham組和SAP組灌胃給予生理鹽水(10 mL/kg),均隔6 h給藥1次。
術(shù)后6、12、24、48 h 分批取材各組8 只大鼠,取材時(shí)沿原切口剪開腹腔,觀察大鼠腹腔、胰腺、肝組織的大體形態(tài)變化。腹主動(dòng)脈取血,靜置后離心-20 ℃保存以備生化檢測(cè);10%甲醛固定部分新鮮肝臟組織備測(cè)病理檢查(參Camarg法進(jìn)行雙盲病理評(píng)分);余下部分制備勻漿凍存于-80 ℃冰箱備測(cè)Western Blot、RT-PCR,各項(xiàng)指標(biāo)均按試劑盒說明書嚴(yán)格操作。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用prism 7.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±SD)表示,多個(gè)樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),兩兩比較采用LSD法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
大鼠胰腺呈不同程度的充血、水腫,部分可見出血、壞死和脂肪皂化斑;HE 染色可見葉間隙腺泡間隙明顯擴(kuò)張,部分腺泡壞死,壞死灶內(nèi)有大量炎細(xì)胞浸潤;腹腔可見淡黃色或血性渾濁腹水,腸管顏色變暗,管壁充血水腫明顯,腸腔內(nèi)積聚大量糞便和液體,腹腔臟器呈不同程度粘連,表明重癥急性胰腺炎大鼠模型制備成功,見圖1。
圖1 大鼠胰腺組織形態(tài)結(jié)構(gòu)(HE染色,× 200)
Blank組和Sham組肝細(xì)胞形態(tài)正常,排列整齊,未見細(xì)胞凋亡、壞死及炎細(xì)胞浸潤等改變,兩組對(duì)比無明顯差異。SAP組6 h肝細(xì)胞水腫,空泡形成,少許紅細(xì)胞堆積和炎細(xì)胞浸潤;12 h肝索排列紊亂,點(diǎn)狀細(xì)胞壞死,炎細(xì)胞浸潤增加;24 h 肝血竇擴(kuò)張,組織間紅細(xì)胞充盈,見較多細(xì)胞嗜酸性變,壞死面積增大;48 h 肝細(xì)胞水腫較24 h 稍減輕,肝索排列紊亂,仍見炎細(xì)胞浸潤。Chaihuang 組較同時(shí)間點(diǎn)SAP 組,肝細(xì)胞損傷明顯減輕,小葉結(jié)構(gòu)尚存,炎性浸潤和細(xì)胞嗜酸性變少見,未見明顯肝細(xì)胞壞死,見圖2。Sham 組與Blank 組比較,肝臟組織病理評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05);SAP組、Chaihuang組較Sham組病理評(píng)分明顯升高(P<0.05);Chaihuang 組病理評(píng)分較SAP組降低(P<0.05),見表2。
圖2 各組大鼠肝組織形態(tài)結(jié)構(gòu)(HE染色,× 200)
表2 各組大鼠肝組織病理學(xué)評(píng)分(x±SD,n=8)
與Blank 組相比,Sham 組血清AMY、ALT、AST水平無明顯差異(P >0.05)。與Sham組相比,SAP組和Chaihuang 組各時(shí)點(diǎn)AMY、ALT、AST 含量均明顯升高(P<0.05)。與SAP組相比,Chaihuang組各時(shí)點(diǎn)AMY、ALT 含量均顯著降低(P<0.05);12、24、48 h AST 水平明顯降低(P<0.05),6 h AST 水平無明顯差異(P >0.05),見圖3~圖5。
圖3 各組大鼠AMY比較
圖4 各組大鼠ALT比較
圖5 各組大鼠AST比較
與Blank 組相比,Sham 組SOD、CAT、GSH-Px、MDA水平未見明顯差異(P >0.05)。與Sham組相比,6、12、24 h SAP 和12 h Chaihuang 組SOD 水平降低(P<0.05);各時(shí)點(diǎn)SAP 組和Chaihuang 組CAT、GSH-Px 水平均明顯降低(P<0.05);12、24、48 h SAP 組MDA 水平明顯升高(P<0.05)。與SAP 組相比,Chaihuang 組各時(shí)點(diǎn)CAT 水平較高(P<0.05);12、24、48 h Chaihuang 組GSH-Px 水平升高(P<0.05);12、24、48 h Chaihuang 組MDA 水平降低(P<0.05),見圖6~圖9。
圖7 各組大鼠肝組織CAT比較
圖8 各組大鼠肝組織GSH-Px比較
圖9 各組大鼠肝組織MDA比較
與Blank組相比,Sham組HO-1 mRNA表達(dá)水平無明顯差異(P >0.05)。SAP 和Chaihuang 組各時(shí)間點(diǎn)較Sham 組HO-1 mRNA 表達(dá)水平均明顯升高(P<0.05)。12、24、48 h Chaihuang組HO-1 mRNA水平較SAP組更高(P<0.05),見圖10。
圖10 各組大鼠肝組織H〇-1 mRNA比較
與Blank組相比,Sham組HO-1蛋白表達(dá)無明顯差異(P >0.05);6、12、24 h SAP 組和Chaihuang 組HO-1 水平較Sham 組明顯升高(P<0.05)。Chai?huang 組6、12、24 h HO-1 蛋白表達(dá)較SAP 組更高(P<0.05),見圖11。
圖11 各組大鼠肝組織H〇-1蛋白比較
SAP 為臨床危急重癥,極易合并多器官功能損害,以肝臟為主要損傷器官,且與病情程度呈正相關(guān)[2]。SAP 合并肝功能損害較為復(fù)雜,ALT、AST 是急性肝細(xì)胞損傷的敏感標(biāo)志,廣泛運(yùn)用于肝功能及SAP 肝損傷評(píng)價(jià)[7-8]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組和柴黃組ALT、AST活性明顯高于假手術(shù)組,柴黃組總體水平低于模型組,結(jié)合AMY 含量的改變,提示造模后大鼠確有不同程度的肝功能受損,而柴黃清胰活血方對(duì)SAP模型大鼠肝損傷有保護(hù)作用。
氧化應(yīng)激被認(rèn)為是AP發(fā)病機(jī)制的重要調(diào)節(jié)器,是指機(jī)體受各種因素刺激造成氧化和抗氧化系統(tǒng)之間的平衡被打破,導(dǎo)致組織損傷,干擾器官正常代謝活動(dòng)的一種應(yīng)激狀態(tài)[9]。在SAP病程進(jìn)展過程中胰腺腺泡細(xì)胞受損產(chǎn)生大量的氧自由基,過量的氧自由基可視為重要的炎性介質(zhì)加重胰腺局部的炎癥反應(yīng),且可增加毛細(xì)血管通透性,損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,釋放大量有毒物質(zhì)引起扳機(jī)樣級(jí)聯(lián)放大連鎖反應(yīng),導(dǎo)致胰腺及胰外多臟器損傷等改變,尤其是肝臟。有研究[10]表明脂質(zhì)過氧化的加重和抗氧化水平的下降加重了AP模型大鼠的肝損傷,評(píng)價(jià)氧化應(yīng)激反應(yīng)可通過檢測(cè)氧化應(yīng)激中間產(chǎn)物,如MDA可反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞受自由基攻擊的損傷程度;亦或檢測(cè)體內(nèi)抗氧化酶,如SOD、CAT、GSH-Px等可間接反映機(jī)體清除活性氧的能力。本實(shí)驗(yàn)研究制備SAP 大鼠模型后,病理結(jié)果顯示模型大鼠存在明顯肝損傷,其肝索排列紊亂,伴不同程度的細(xì)胞嗜酸性變、肝細(xì)胞壞死亦或炎性細(xì)胞浸潤;肝組織SOD、CAT、GSH-Px活性降低,MDA含量升高,表明肝損傷進(jìn)程存在明顯的氧化應(yīng)激失平衡改變。而柴黃組SOD、GSH-Px、CAT 水平明顯高于模型組,MDA 活性低于模型組,提示柴黃清胰活血方可恢復(fù)肝組織氧化和抗氧化平衡,增強(qiáng)抗氧化、減弱過氧化以保護(hù)SAP并發(fā)肝損傷。
HO-1是血紅素降解的限速酶,能夠在代謝過程中發(fā)揮抗氧化、抗炎、抗凋亡、抗增殖的作用,已成為一種重要的防御分子[11]。Zhang 等[12]實(shí)驗(yàn)證明HO-1通過抗炎和抗氧化機(jī)制減少脂質(zhì)過氧化,防止細(xì)胞凋亡或衰竭,降低胰腺和肝臟損傷相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá),尤其在減輕炎癥反應(yīng),保護(hù)胰腺和肝臟等器官免受損傷方面發(fā)揮重要作用。本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定SAP 模型大鼠肝組織HO-1 蛋白和mRNA 的表達(dá),結(jié)果表明柴黃組和模型組較假手術(shù)組數(shù)值升高,結(jié)合組織病理學(xué)結(jié)果提示HO-1 參與SAP 并發(fā)肝損傷過程,證實(shí)了HO-1 是一種細(xì)胞保護(hù)酶,在炎癥等應(yīng)激狀態(tài)下可啟動(dòng)機(jī)體適應(yīng)性(代償性)保護(hù)機(jī)制[11-12];而柴黃組HO-1 水平較模型組更高,提示柴黃清胰活血方可通過誘導(dǎo)HO-1表達(dá)的上調(diào)對(duì)SAP模型大鼠肝損傷起到保護(hù)作用。
祖國醫(yī)學(xué)認(rèn)為SAP多因酒食不節(jié)、情志失舒、外邪侵襲、蟲積內(nèi)擾等導(dǎo)致濕、熱、瘀、毒結(jié)聚中焦,脾胃升降傳導(dǎo)失司,肝膽氣機(jī)疏泄不利,氣滯血瘀,甚至血敗肉腐,陰陽離絕。柴黃清胰活血方由生大黃、柴胡、黃芩等14味中藥組成,具有清熱解毒、通腑泄?jié)帷⑹韪卫?、活血化瘀、緩急止痛之功?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究證實(shí),大黃具有抗炎、改善微循環(huán)、清除內(nèi)毒素、促進(jìn)腸蠕動(dòng)等藥理活性,能有效減輕膽汁及胰液淤積,降低SAP大鼠血清ALT、AST,減輕SAP并發(fā)肝損傷[13]。黃芩的主要成分為黃酮類化合物,有抗炎、抗氧化、清除氧自由基等作用,可下調(diào)SAP 患者NF-κB 活性和炎癥因子IL-6 水平,使AMY、ALT 下降,減輕胰腺、肝臟組織損傷[4,8]。柴胡的主要活性成分柴胡皂苷可調(diào)控NF-κB/STAT3 信號(hào)通路,發(fā)揮抗菌、抗炎、增強(qiáng)免疫、解熱、鎮(zhèn)痛的作用,減輕小鼠肝損傷程度[14];且可提高GSH 等抗氧化水平,降低MDA活性及其引起的交聯(lián)性損傷[15]。
SAP 并發(fā)肝損傷是一個(gè)多因素、多方面且復(fù)雜的病理生理過程。本課題組前期實(shí)驗(yàn)研究中已證實(shí)柴黃清胰活血方對(duì)SAP模型大鼠具有治療作用[16-18],本研究進(jìn)一步探討其對(duì)肝損傷氧化應(yīng)激作用機(jī)理,結(jié)果顯示給予柴黃清胰活血方干預(yù)可通過誘導(dǎo)HO-1 表達(dá)的上調(diào)抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)(降低MDA 水平),有效提高機(jī)體對(duì)氧自由基的清除能力(升高SOD、CAT、GSH-Px 活性),從而降低肝損傷相關(guān)標(biāo)志物(ALT、AST)的表達(dá),減輕SAP 模型大鼠肝臟組織病理損傷程度。但本方藥味的藥理及化學(xué)成分復(fù)雜,難以解釋發(fā)揮療效的可能靶點(diǎn)和信號(hào)通路,今后可根據(jù)中藥多途徑、多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn),借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析和闡釋組方藥對(duì)關(guān)系及作用機(jī)制,并進(jìn)行深入臨床研究,以更好地掌握SAP 并發(fā)肝損傷的發(fā)病機(jī)制,為該病的防治和新藥的研究提供新的理論和實(shí)踐依據(jù)。