郭偉蓮,杜偉,李正亮,段文帥
(大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科,云南 大理 671000)
原發(fā)性肝癌是世界上致死率較高的惡性腫瘤之一,臨床上常用的治療方法是經(jīng)導(dǎo)管肝動脈栓塞術(shù)(TAE),對腫瘤的生長具有良好的抑制作用,且全身不良反應(yīng)較少,損傷較小,但其對腫瘤生長的抑制作用主要是通過切斷腫瘤血供實現(xiàn)的,因此不可避免會損傷癌旁肝組織,影響肝功能[1,2]。過氧化物酶體增殖物激活受體-α(PPAR-α)屬于核激素受體超家族的成員之一,是一類由配體激活的轉(zhuǎn)錄因子,在人體重要的器官尤其是肝細(xì)胞中表達(dá),可對相關(guān)基因進(jìn)行調(diào)控進(jìn)而調(diào)節(jié)肝臟中脂質(zhì)的代謝,降低炎性介質(zhì)的產(chǎn)生和釋放,緩解氧化應(yīng)激反應(yīng),起到保護(hù)肝臟的作用[3,4]。NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,在人體細(xì)胞中廣泛存在,可調(diào)控細(xì)胞增殖、生長、發(fā)育和凋亡等,且在機(jī)體炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)中具有重要作用,其下游蛋白基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)是一種鋅依賴的肽鏈內(nèi)切酶家族,在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中具有重要的參與作用[5,6]。非諾貝特是PPAR-α激動劑,且以往研究證實非諾貝特對肝臟具有保護(hù)作用[7]。但是非諾貝特對TAE介入術(shù)后肝組織PPAR-α、NF-κB、MMP-9表達(dá)是否有影響尚不清楚,本研究通過建立兔VX2肝癌模型,研究非諾貝特對兔VX2肝癌模型介入術(shù)后肝組織PPAR-α、NFκB、MMP-9的影響。
動物:30只健康新西蘭兔,2只荷瘤兔,體質(zhì)量在2.5~3.5kg范圍內(nèi),喂養(yǎng)普通飼料。
藥品及儀器:非諾貝特,硫酸慶大霉素,3%戊巴比妥鈉,生理鹽水,明膠海綿顆粒(350~560μm),超液態(tài)碘化油,碘海醇,培養(yǎng)皿,眼科鑷,眼科剪,18G穿刺針。
隨機(jī)取1只荷瘤兔,用3%戊巴比妥鈉進(jìn)行靜脈麻醉,然后將兔固定,將兔后肢腫瘤部位常規(guī)備皮、消毒,然后切開表皮將腫瘤塊剝離,并剔除周圍壞死的組織,取腫瘤塊邊緣活力較好的類似魚肉的腫瘤組織,放入加有裝有提前混合好的50mL生理鹽水和2萬U慶大霉素的培養(yǎng)皿中,將腫瘤塊用眼科鑷剪成碎塊,大小約1~3mm。用注射器抽取1mL上述瘤?;旌弦海缓笸ㄟ^18G穿刺針注入健康兔后腿的皮下進(jìn)行傳代。用3%戊巴比妥鈉麻醉兔后固定,備皮、消毒后鋪巾,切開腹部并將肝左葉暴露出來,并用眼科鑷完全拉出肝的左葉,將18G穿刺針傾斜30°刺入肝左葉1.5~2cm,回抽,未見膽汁及血液回流后將1mL瘤?;旌弦鹤⑷耄缓罂焖儆妹髂z海綿將穿刺的通道填塞住,以防瘤粒脫出來,以確保瘤粒成功種植,然后將腹腔中撒部分慶大霉素,紗布壓迫止血后回納肝臟,縫合切口,術(shù)后為防止感染,肌內(nèi)注射8萬U慶大霉素,連續(xù)注射三天。
接種后2周通過CT掃描和MRI掃描觀察造模情況,將建模成功的27只VX2肝癌兔隨機(jī)分為3組,其中對照組:9只,不做任何處理;TAE組:9只,只行TAE術(shù);聯(lián)合組:9只,行TAE術(shù),同時給予非諾貝特。
(1)肝功能的評價:分組處理后3天,抽取兔耳緣靜脈血,離心后取上清,采用酶聯(lián)免疫吸附法測定血清中凝血酶原時間(PT)、血清清蛋白(ALB)、總膽紅素(TBI)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)含量。
(2)腫瘤生長情況:分別在手術(shù)前一天和術(shù)后28d后,通過B超測定兔腫瘤的最小直徑(b)和最大直徑(a),計算腫瘤體積,體積計算公式為:V=1/2ab2,并計算腫瘤的增長率。
(3)微血管密度的測定:手術(shù)后28d時,采用免疫組化法測定微血管密度體積:陽性對照:將肝癌陽性標(biāo)本作為陽性對照,陰性對照:以磷酸鹽緩沖液替代一抗。MVD計數(shù):CD34因子染血管內(nèi)皮細(xì)胞胞漿陽性時呈棕黃色,按照Weidner判斷標(biāo)準(zhǔn),即先在40倍低倍鏡下尋找腫瘤微血管密度最高的5個區(qū)域,然后在200倍鏡下觀察并計數(shù)棕黃色的微血管數(shù)目,每一個不相連的微血管腔及獨立的棕黃色血管內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)時均作為微血管,被平滑肌細(xì)胞包裹的血管不計數(shù),取5個區(qū)域的平均值作為該兔VX2腫瘤的MVD。
細(xì)胞凋亡檢測:取癌旁肝組織標(biāo)本,采用細(xì)胞凋亡檢測試劑盒進(jìn)行檢測,用TUNEL法對細(xì)胞凋亡情況進(jìn)行評估,細(xì)胞核內(nèi)呈棕黃色或褐色(包括淺褐色和深褐色)表示凋亡細(xì)胞,計算凋亡指數(shù)(AI),即在400倍鏡下隨機(jī)選10個視野記錄凋亡細(xì)胞占比,然后取10個視野的平均值。
肝組織過氧化物酶體增殖物激活受體-α(PPAR-α)、NF-κB、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)的表達(dá)情況:采用免疫組織化學(xué)染色法測定肝組織PPAR-α、NF-κB、MMP-9的表達(dá)情況,采用Super Vision兩步免疫組化法,步驟如下:切片于60℃烤箱中烤30min,二甲苯Ⅰ液和Ⅱ液各10min,梯度酒精浸泡,3%H2O2孵育10min,蒸餾水洗滌5min,洗滌3次,加入EDTA高壓抗原修復(fù)10min,3%BSA與37℃封閉孵育30min,將多余液體甩去并將適當(dāng)稀釋的一抗按1:2000比例加入40μL,4℃孵育過夜,用PBS沖洗10min,重復(fù)3次,加入二抗,37℃孵育30min,再用PBS洗10min,重復(fù)洗3次,DAB室溫顯色,控制反應(yīng)時間為5~10min,然后用蒸餾水洗滌,蘇木精負(fù)染,脫水,透明,封片。判斷標(biāo)準(zhǔn)如下:PPAR-α陽性表達(dá)主要位于細(xì)胞核,NF-Kb陽性表達(dá)主要位于細(xì)胞漿,陽性均呈黃色、棕黃色。計分方法選用Fromowitz每張切片于400倍鏡下隨機(jī)選10個視野,根據(jù)染色深度及陽性細(xì)胞計分:陽性細(xì)胞數(shù):0分為<5%,1分為5%~24%,2分為25%~50%,3分為51%~75%,4分為75%以上;染色深度:0分為無著色,1分為淺黃色,2分為黃棕色,3分為棕褐色,將兩者分?jǐn)?shù)相加,加和分?jǐn)?shù)6~7分表示強(qiáng)陽(+++),4~5分表示中等陽(++),2~3分表示弱陽(+),小于2分表示陰性(-)。
VX2肝癌模型建模成功27只,建模成功率為90%(27/30)。
如下表,TAE組肝功能參數(shù)PT、TBI、AST和ALT水平均顯著高于對照組,ALB水平顯著低于對照組(P<0.05);與TAE組相比,聯(lián)合組肝功能參數(shù)PT、TBI、AST和ALT水平均顯著低于對照組,ALB水平顯著高于對照組(P<0.05),結(jié)果見表1。
表1 肝功能參數(shù)比較()
表1 肝功能參數(shù)比較()
注:*P<0.05,與對照組比較;#P<0.05與TAE組比較。
手術(shù)前,三組腫瘤體積相當(dāng)(P>0.05),手術(shù)后28d,三組腫瘤體積均顯著增加(P<0.05),聯(lián)合組和TAE組腫瘤體積顯著小于對照組,且聯(lián)合組腫瘤體積顯著小于TAE組(P<0.05),結(jié)果見表2。
表2 各組腫瘤體積(,cm3)
表2 各組腫瘤體積(,cm3)
注:*P<0.05,與對照組比較;#P<0.05與TAE組比較
聯(lián)合組和TAE組腫瘤體積增長率顯著低于對照組(P<0.05),且聯(lián)合組腫瘤體積增長率顯著低于TAE組,比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。
表3 各組腫瘤體積增長率(,%)
表3 各組腫瘤體積增長率(,%)
注:*P<0.05,與對照組比較;#P<0.05與TAE組比較
與對照組相比,TAE組微血管密度顯著增加(P<0.05);聯(lián)合組微血管密度與TAE組相比顯著降低(P<0.05),見表4。
表4 術(shù)后28d各組微血管密度比較()
表4 術(shù)后28d各組微血管密度比較()
注:*P<0.05,與對照組比較;#P<0.05與TAE組比較
TAE組細(xì)胞凋亡率顯著高于對照組(P<0.05);聯(lián)合組細(xì)胞凋亡率顯著低于TAE組(P<0.05),見表5。
表5 癌旁肝組織中細(xì)胞凋亡情況比較()
表5 癌旁肝組織中細(xì)胞凋亡情況比較()
注:*P<0.05,與對照組比較;#P<0.05與TAE組比較
如下表,TAE組肝組織PPAR-α表達(dá)水平比對照組低,聯(lián)合組比TAE組高,聯(lián)合組與TAE組相比,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,但對照組和聯(lián)合組相比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表6。
表6 肝組織PPAR-α的表達(dá)水平比較(n,%)
如下表,TAE組肝組織NF-κB表達(dá)水平比對照組高,聯(lián)合組比TAE組低,聯(lián)合組與TAE組相比,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,但對照組與聯(lián)合組相比,差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。TAE組肝組織NF-κB表達(dá)水平比對照組高,聯(lián)合組比TAE組低,聯(lián)合組與TAE組相比,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,但對照組與聯(lián)合組相比,差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表7。
表7 肝組織NF-κB的表達(dá)水平比較(n,%)
TAE組肝組織MMP-9陽性表達(dá)率為77.78%,顯著高于對照組(11.11%,P<0.05),聯(lián)合組肝組織中MMP-9陽性表達(dá)率為22.22%,顯著低于TAE組(P<0.05),結(jié)果見表8。
表8 肝組織MMP-9的表達(dá)水平比較(n,%)
TAE是目前臨床上治療中晚期肝癌的有效方法,但由于肝內(nèi)側(cè)及肝血竇支循環(huán)比較豐富,TAE所用的栓塞劑會進(jìn)入腫瘤周圍的正常肝組織,并在毛細(xì)血管和微小動脈中沉積,引起肝組織缺氧缺血,進(jìn)而引起肝細(xì)胞凋亡、壞死,影響肝功[8]。肝臟含有豐富的酶,例如ALT等用于評價肝功能參數(shù)的酶,ALT等酶存在于肝細(xì)胞中,肝細(xì)胞受損時其會釋放入血,導(dǎo)致血中水平升高,因此可以檢測血清肝功能相關(guān)酶的水平評估肝功能[9]。非諾貝特是PPAR-α激動劑,是臨床上常用的降血脂藥物,此外還具有抗炎、抗氧化、抗凋亡及抗癌等多種生物學(xué)活性,研究發(fā)現(xiàn)其對缺血性肝損傷具有較好的保護(hù)作用[10,11]。本研究結(jié)果顯示TAE組腎功能參數(shù)PT、TBI、AST和ALT水平均顯著高于對照組,ALB水平顯著低于對照組(P<0.05);與TAE組相比,聯(lián)合組腎功能參數(shù)PT、TBI、AST和ALT水平均顯著低于對照組,ALB水平顯著高于對照組(P<0.05),提示非諾貝特預(yù)處理可顯著降低TEA引起的肝損傷,起到良好的肝保護(hù)作用。
PPAR-α是一種新的固醇類激素受體,屬于Ⅱ型核激素受體家族,PPAR-α在肝、腎、心臟等多種器官中均具有較高的表達(dá)水平,尤其糖異生分解代謝旺盛的器官中,肝臟中糖脂代謝最旺盛,是糖脂代謝的中樞器官,因此PPAR-α在肝臟中表達(dá)水平較高,且主要集中在肝匯管區(qū)域,分布位置主要是線粒體豐富的地方[12,13]。PPAR-α結(jié)合RXR后可對肝細(xì)胞的生理活動進(jìn)行調(diào)節(jié),如肝細(xì)胞氧化應(yīng)激、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、糖原及脂肪酸代謝等,降低炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng),降低肝損傷,且PPAR-α與肝臟疾病如肝缺血再灌注損傷、肝癌、脂肪肝等多種肝疾病都具有密切聯(lián)系[14]。由于肝癌細(xì)胞具有較強(qiáng)的增殖能力,腫瘤靶血管增生無法滿足腫瘤細(xì)胞生長需要,因此腫瘤細(xì)胞會出現(xiàn)大量壞死,造成PPAR-α表達(dá)水平降低[15]。而PPAR-α激動劑非諾貝特可通過上調(diào)肝臟中PPAR-α表達(dá)水平,降低肝臟氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),減輕肝臟損傷[16]。本研究結(jié)果顯示TAE組肝組織PPAR-α表達(dá)水平比對照組低,聯(lián)合組比TAE組高。
TAE栓塞劑進(jìn)入腫瘤周圍的正常肝組織后引起肝組織缺氧缺血,NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,在缺血再灌注肝損傷中具有重要作用,NF-κB會導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子大量釋放,NF-κB對肝臟缺血再灌注損傷的調(diào)節(jié)具有雙面性,其不僅可以修復(fù)肝組織,同時也可通過誘發(fā)TNF-α造成肝損傷,缺血再灌注損傷會引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng),進(jìn)而會激活NF-κB,致使血清中NF-κB水平升高[17]。此外,NF-κB活化后會促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移,且可通過調(diào)控凋亡基因的表達(dá)造成細(xì)胞惡化[18]。而PPAR-α對NF-κB具有一定的拮抗作用,起到對缺血再灌注及缺血抵抗的作用,降低肝損傷,且有研究顯示非諾貝特對NF-κB的表達(dá)具有抑制作用,從而保護(hù)缺血再灌注造成的肝損傷[7]。本研究中TAE術(shù)后腫瘤旁肝組織中NF-κB表達(dá)水平增加,可能是術(shù)中肝臟細(xì)胞受損,進(jìn)而導(dǎo)致NF-κB表達(dá)水平增加,聯(lián)合組NF-κB表達(dá)水平降低,提示非諾貝特對肝臟缺血外灌注損傷具有較好的保護(hù)作用。
NF-κB是多種信號轉(zhuǎn)到途徑的關(guān)鍵點和匯合點,對血管生成相關(guān)因子包括MMP-9的表達(dá)具有調(diào)控和促進(jìn)作用,MMPs的過度表達(dá)會與腫瘤細(xì)胞的浸潤和轉(zhuǎn)移具有關(guān)鍵性作用,MMP-9是基質(zhì)金屬蛋白酶家族中的一種,正常生理條件下MMP-9在肝細(xì)胞中的表達(dá)水平較低,但當(dāng)肝細(xì)胞受發(fā)生炎癥反應(yīng)或腫瘤生長時其表達(dá)水平會顯著增加,MMP-9水平增加又會促進(jìn)腫瘤侵襲,形成惡性循環(huán),加重腫瘤發(fā)展,因此降低MMP-9表達(dá)水平可對肝癌細(xì)胞侵襲和增殖起到抑制作用[19-20]。PPAR-α激動劑非諾貝特可上調(diào)PPAR-α表達(dá)水平,PPAR-α可抑制NF-κB的表達(dá),而NF-κB又可對其下游蛋白MMP-9進(jìn)行調(diào)控,抑制MMP-9的表達(dá)[21]。本研究結(jié)果顯示TAE組肝組織MMP-9陽性表達(dá)率為77.78%,顯著高于對照組(11.11%,P<0.05),聯(lián)合組肝組織中MMP-9陽性表達(dá)率為22.22%,顯著高于TAE組,提示非諾貝特可顯著降低肝癌旁組織中NF-κB表達(dá)水平。
綜上,非諾貝特對兔VX2肝癌模型介入術(shù)后肝損傷具有緩解作用,可以抑制腫瘤生長,可通過抑上調(diào)癌旁肝組織中PPAR-α的表達(dá),抑制癌旁肝組織中NF-κB和MMP-9的表達(dá)。