尚献会 李建国 范振海 兑丹华
(遵义医学院附属医院小儿普胸泌外科,贵州 遵义 563003)
清胰Ⅱ号对重症急性胰腺炎大鼠胰腺及肠组织中MCP-1表达的影响
尚献会 李建国1范振海2兑丹华3
(遵义医学院附属医院小儿普胸泌外科,贵州 遵义 563003)
目的探究清胰Ⅱ号对重症急性胰腺炎(SAP)大鼠胰腺及肠组织中单核细胞趋化蛋白(MCP)-1表达及细胞凋亡的影响。方法将36只大鼠随机分为对照组、模型组、模型+清胰Ⅱ号组,每组12只,对照组正常饲养,其余各组采用胆胰管逆行注射牛磺胆酸钠0.1 ml/100 g的方法建立SAP模型,模型+清胰Ⅱ号组造模后给予清胰Ⅱ号10 ml/kg。造模后12、24 h随机选取7只大鼠采样,比较各组腹水量、胰腺和回肠病理学变化,判断造模是否成功。酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清MCP-1、白细胞介素(IL)-10、二胺氧化酶(DAO)、血清淀粉酶(AMY)活力。实时定量PCR(qRT-PCR)检测胰腺及肠组织中MCP-1 mRNA表达情况。流式细胞术检测胰腺细胞的凋亡率。结果模型组大鼠腹内血性腹水及胰腺坏死显著高于对照组,表明造模成功。造模后12、24 h,模型+清胰Ⅱ号组大鼠血性腹水、血清MCP-1、IL-10、DAO、AMY活力及胰腺、回肠组织中MCP-1 mRNA的表达显著低于模型组(Plt;0.05);与对照组相比,模型组及模型+清胰Ⅱ号组胰腺细胞的凋亡率显著增加,且模型+清胰Ⅱ号组SAP显著高于模型组(Plt;0.05)。结论清胰Ⅱ号可下调炎症因子MCP-1、IL-10表达,降低DAO、AMY活力,促进胰腺细胞凋亡,对重症急性胰腺炎大鼠胰腺及肠组织具有良好的修复和保护作用。
清胰Ⅱ号;重症急性胰腺炎;二胺氧化酶;单核细胞趋化蛋白-1
重症急性胰腺炎(SAP)是一种临床常见的急性炎症性疾病,主要发生在胰腺组织,可由多种原因引起〔1〕。SAP患者常伴发急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征、全身炎症反应综合征等,易导致肠黏膜损伤及功能障碍,与多种炎症介质如白细胞介素(IL)-10、单核细胞趋化蛋白(MCP)-1瀑布样级联反应密切相关〔2〕。目前,临床诊断和治疗水平取得了较大的进步,但SAP患者的死亡率仍达30%~50%〔3〕。清胰Ⅱ号是一种由栀子、木香、赤芍、大黄、芒硝等制成的中药复方制剂,具有疏肝清热,杀虫驱蛔的功效。研究表明清胰Ⅱ号颗粒剂能够减轻SAP早期的损伤反应,保护胰脏、肾脏、肠道功能〔4~7〕。研究发现,清胰Ⅱ颗粒剂能够抑制胰脏出血、坏死和并发多器官功能障碍综合征的发生,对组织细胞起保护功能〔8〕。本文利用SAP模型大鼠,探究清胰Ⅱ号对其胰腺及肠组织中IL-10、MCP-1、细胞凋亡等的影响及其作用机制。
1.1实验主要试剂和器材 牛磺胆酸钠购自美国Sigma公司;10%水合氯醛、清胰Ⅱ号颗粒剂购自遵义医学院附属医院;乌拉坦购自武汉胜天宇生物科技有限公司;MCP-1、IL-10、二胺氧化酶(DAO) 酶联免疫吸附(ELISA)检测试剂盒购自南京建成科技有限公司;血清淀粉酶(AMY)试剂盒购自上海沪震实业有限公司;Trizol试剂、反转录试剂盒购自大连TaKaRa公司,细胞凋亡检测试剂盒购自美国Sigma公司。BX51-P偏光显微镜购自上海巴玖实业有限公司,定量PCR仪购自瑞士Roche公司,流式细胞仪购自美国Beckman Coulter公司。
1.2实验动物与SAP大鼠模型的建立 36只SPF级SD大鼠购自重庆第三军医大学实验动物中心,8~12周龄,体质量(200.39±40.39)g,雌雄各半。动物饲养在温度22℃~25℃、湿度55%~60%的环境中,自由饮食和饮水。实验随机分为对照组、模型组、模型+清胰Ⅱ号组。实验干预前禁食12 h。参考康新等〔9〕的建模方法,模型组、模型+清胰Ⅱ号组大鼠采取胆胰管逆行给予牛磺胆酸钠0.1 ml/100 g建立SAP模型,对照组给予等量的生理盐水。造模后24 h注射10%水合氯醛0.3 ml/100 g处死,苏木素-伊红(HE)染色并记录大鼠腹水量,光镜下观察胰腺、回肠病理形态学变化判断造模是否成功。
1.3药物干预 模型+清胰Ⅱ号组大鼠造模后给予清胰Ⅱ号颗粒剂10 ml/kg,6 h重复灌胃1次,共3次。对照组与模型组在相同时间给予等量生理盐水灌胃。
1.4检测血清中MCP-1、IL-10、DAO、AMY水平的变化 造模后12、24 h,各组随机选取6只大鼠,采用0.5 ml/100 g 20%乌拉坦麻醉,原切口入腹,下腔静脉取血5 ml,室温静置30 min,待出现淡黄色液体时,2 000 r/min离心15 min,取上清液置于EP管,根据ELISA检测试剂盒说明书检测各组大鼠血清MCP-1、IL-10、DAO、AMY水平。
1.5检测胰腺和回肠组织MCP-1 mRNA表达量 采用实时定量PCR(qRT-PCR)检测胰腺和回肠组织MCP-1 mRNA表达情况。MCP-1基因的引物由上海生工生物有限公司合成,上游序列为5′-CACGTCGTAGCAAACCACCAA-3′,下游序列为5′-GTTGGTTGTCTTTGAGATCCA-3′。造模后12、24 h后取部分胰腺、回肠组织置于液氮中。加入1 ml Trizol提取胰腺和回肠组织中的总RNA并以根据逆转录试剂盒说明书将所提取RNA反转录为cDNA,GAPDH为参照,采用20 μl体系进行扩增。扩增条件为预变性94℃ 60 s,94℃ 10 s,54℃ 10 s,72℃ 10 s,50个循环。实验重复3次,采用2-ΔΔCt定量分析方法计算MCP-1 mRNA相对表达量。
1.6检测大鼠胰腺细胞凋亡率 将所取部分胰腺组织置于平
皿中,加入磷酸盐缓冲液(PBS)清洗干净,将胰腺组织剪成小块后匀浆,使用200目尼龙网过滤,125 r/min离心5 min,PBS清洗3次,300目尼龙网过滤后,500 r/min离心5 min,收集细胞。加入100 μl 1×膜联蛋白-V(Annexin V)缓冲液悬浮细胞,加入5 μl Annexin V-FITC和10 μl碘化丙啶(PI),轻轻振荡混匀,室温避光反应10~15 min,加入400 μl 1×Annexin V缓冲液,混匀后置于流式细胞仪中1 h内检测细胞的早期凋亡率。
1.7统计学方法 采用SPSS21.0软件进行t检验、单因素方差分析。
2.1观察小鼠基本外观和胰腺、回肠病理形态学变化 造模后12、24 h,与对照组相比,模型组、模型+清胰Ⅱ号组大鼠血性腹水体积显著增加;模型+清胰Ⅱ号组〔(4.85±0.58)ml,(3.02±0.31)ml〕显著低于模型组〔(8.20±1.03)ml、(9.11±1.13)ml〕(Plt;0.05)。
对照组胰腺、回肠组织基本正常,模型组大鼠回肠出现明显水肿、间质血管充血、出血及中性粒细胞浸润,胰腺小叶结构紊乱,细胞肿胀、坏死、出血;模型+清胰Ⅱ号组大鼠回肠、胰腺组织结构较为完整,坏死病灶、间质血管充血现象较轻,周围有少量中性粒细胞浸润,提示造模成功。见图1。
图1 造模后12、24 h三组大鼠胰腺光镜HE染色(×400)
2.2检测血清中IL-10、DAO、AMY水平 与对照组相比,模型组、模型+清胰Ⅱ号组大鼠在12、24 h时间点血清IL-10、DAO、AMY活力水平显著增高(Plt;0.05);与模型组相比,模型+清胰Ⅱ号组均显著降低(Plt;0.05)。随着时间的延长,模型组均逐渐升高,但模型+清胰Ⅱ号组均逐渐降低。见表1。
表1 检测大鼠血清中IL-10、DAO、AMY水平
与对照组比较:1)Plt;0.05;与模型组比较:2)Plt;0.05;下表同
2.3大鼠血清、胰腺及肠组织中MCP-1表达量的变化 与对照组相比,模型组、模型+清胰Ⅱ号组大鼠血清MCP-1蛋白和胰腺及回肠组织MCP-1 mRNA的表达量均显著增加(Plt;0.05);模型+清胰Ⅱ号组均显著低于模型组(Plt;0.05)。随着时间的延长,模型组均逐渐升高,但模型+清胰Ⅱ号组均逐渐降低。见表2。
表2 大鼠血清、胰腺及肠组织中MCP-1表达量的变化
2.4大鼠胰腺细胞凋亡率的检测 造模后12、24 h,模型组、模型+清胰Ⅱ号组大鼠胰腺细胞凋亡率显著高于对照组(Plt;0.05);与模型组相比,模型+清胰Ⅱ号组显著增加(Plt;0.05)。见表3。
表3 大鼠胰腺细胞凋亡率的检测
SAP患者体内胰腺自身防御机制障碍,导致胰管阻塞,大量胰酶分泌,诱发胰酶消化自身周围组织,引起局部或全身的炎症反应,甚至使全身多器官发生损伤。多种炎性因子参与SAP的发生、发展,发生瀑布样级联反应。IL-10是一种内源性免疫抑制因子,由Th细胞分泌产生,能够抑制多种细胞合成其他细胞因子,抑制SAP患者胰腺组织中的IL-10的表达量可减轻炎症反应,对胰脏具有保护作用。SAP患者随着病情的减轻,致炎-抗炎因子出现平衡,炎症反应减轻,IL-10水平降低〔10〕。MCP-1是主要的单核/巨噬细胞趋化因子,能够调节单核/巨噬细胞分泌量,诱发炎症反应,参与疾病的演进过程。研究表明,MCP-1水平与细胞的损伤程度、局部并发症、病理损害评分、疾病的严重程度等呈正相关〔11〕。本实验表明炎症反应和炎症因子在SAP的发生、发展中起着重要作用。清胰Ⅱ号可以降低炎症因子的水平,从而降低炎症反应,延缓SAP进程。
肠道是全身的炎症反应的原动力,能够合成诸多炎症介质,SAP发生时患者出现胰腺坏死和胰外器官衰竭,阻碍肠道屏障功能,加剧炎症反应〔12,13〕。外周血中DAO活性能反映肠上皮细胞成熟度及完整性,可作为肠黏膜屏障功能监控的主要指标〔14,15〕。AMY是临床诊断中用于检测SAP的常用指标,AMY含量的高低与胰腺炎的发生有密切关系〔16〕。临床上通过检测血清中AMY的活性能够评价SAP的病情变化〔17,18〕。本研究结果表明,清胰Ⅱ号可以减轻肠黏膜损伤,进而缓解SAP大鼠的严重程度。
细胞凋亡是一种程序性死亡方式,可减轻炎症反应,被认为具有保护SAP的作用,对SAP病程的进展具有重要作用。研究表明,增加胰腺细胞的凋亡率,减少细胞的坏死率可阻碍胰腺损伤〔19〕。本实验结果表明清胰Ⅱ号可增加胰腺细胞的凋亡率,保护胰腺损伤,缓解SAP进程。
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〔2017-09-25修回〕
(编辑 郭 菁/滕欣航)
R69
A
1005-9202(2017)21-5233-04;
10.3969/j.issn.1005-9202.2017.21.007
贵州省科技厅联合基金项目(黔科合LH字〔2016〕7480号LH120170211);贵州省科技厅中医药现代化攻关项目(黔科合中药专字〔2003〕13 号)
1 遵义医学院附属医院胃肠外科
2 遵义医学院附属医院贵州省细胞工程重点实验室
3 遵义医学院附属医院肝胆外科
兑丹华(1957-),女,教授,主任医师,主要从事胰腺疾病基础与临床应用研究。
尚献会(1980-),男,硕士,主治医师,主要从事胰腺疾病基础研究。