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目的:重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是一种发病急、并发症多、死亡率高的急腹症,常伴有肠粘膜屏障损伤。铁死亡是一种铁依赖和脂质过氧化介导为特征的非凋亡细胞死亡。然而,铁死亡是否参与SAP中肠粘膜屏障损伤尚不清楚。我们旨在探讨SAP并发的肠粘膜屏障损伤时,肠上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)是否发生铁死亡,以及抑制铁死亡是否能改善肠粘膜屏障损伤,防止细菌易位(bacterial translocation,BT)。方法:选取SPF级健康雄性SD大鼠90只,随机分为3组:假手术组(SO组)、重症急性胰腺炎组(SAP组)、铁死亡抑制剂Liproxstatin-1治疗组(SAP+Lip组)。将3组大鼠再分为6h、12h、24h三个时间点亚组(每组10只)。采用逆行胆胰管穿刺法,向胆胰管内注入5%牛磺胆酸钠溶液(1ml/kg)诱导SAP模型。SAP+Lip组在SAP模型建立前1小时给予腹腔注射铁死亡抑制剂Liproxstatin-1(10 mg/kg)。诱导SAP后,在指定时间点再次麻醉大鼠。使用自动生化分析仪检测血液中的血清淀粉酶和脂肪酶水平,血清肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、肌酐(creatinine,Cr)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)和内毒素均使用标准诊断试剂盒进行检测;使用标准试剂盒检测肠组织铁含量变化,丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)水平;透射电镜(TEM)观察铁死亡特征的线粒体形态学变化;HE染色用于评估胰腺、肠道、肺和肾病理变化,并进行病理评分;通过用Western blot技术测定肠组织中铁死亡相关蛋白长链脂酰Co A合成酶4(acyl-Co A synthetase long-chain family member 4,ACSL4)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)、铁蛋白重链1(ferritin heavy chain 1,FTH1)和紧密连接(tight junction,TJ)蛋白Zonula occluden-1(ZO-1)、Occludin、Claudins-1、Claudin-2的表达;RT-PCR检测铁死亡相关基因ACSL4、铁响应元件结合蛋白2(iron responsive element-binding protein 2,IREB2)mRNA的表达情况;使用免疫荧光染色法测定肠上皮细胞铁死亡蛋白ACSL4和紧密连接蛋ZO-1、Occludin、Claudin-2的分布情况;用16S r DNA序列分析法检测细菌易位(BT)。结果:重症急性胰腺炎组大鼠上述血清指标均明显升高。各检测时间点SAP组血清淀粉酶、脂肪酶、TNF-α、IL-6、DAO和内毒素水平均显著高于SO组(p<0.01)。与SO组比较,SAP组出现明显肠道病理损伤。与SO组相比,SAP组回肠中铁含量显著升高(p<0.05),此外,回肠MDA含量显著升高,GSH和GPX4活性显著降低(p<0.01)。SAP组回肠中铁死亡调节因子ACSL4的表达显著高于SO组(p<0.01),而GPX4和FTH1显著降低(p<0.01)。SAP组回肠组织中铁死亡相关基因ACSL4和IREB2的mRNA水平显著升高(p<0.01)。透射电镜观察到SAP组肠上皮细胞线粒体出现明显萎缩。与SAP组相比,在SAP+Lip组回肠中铁含量显著降低(p<0.05),脂质过氧化减轻,表现为MDA降低、GSH水平和GPX4活性的升高(p<0.05)。SAP+Lip组ACSL4的表达被抑制,GPX4和FTH1的表达增高(p<0.05)。与SAP组相比,SAP+Lip组铁死亡相关基因的表达显著降低(p<0.01)。SAP+Lip组的线粒体形态特征也有明显改善。SAP+Lip组血清淀粉酶、脂肪酶、TNF-α、IL-6、DAO和内毒素水平较与SAP组明显降低(p<0.01)。HE染色观察发现,SAP组胰腺和肠组织出现明显损伤征象,SAP+Lip组大鼠胰腺和肠组织具有较轻的组织学损伤改变和较低的病理评分(p<0.05)。SAP组紧密连接蛋白ZO-1、occludin和claudin-1的表达低于SO组(p<0.01),而Claudin-2表达增加(p<0.01)。与SAP组相比,SAP+Lip组ZO-1、occludin和claudin-1的表达升高(p<0.05),而Claudin-2的表达降低(p<0.01)。SAP组外周血中细菌检出率约为56.5%,而SAP+Lip组外周血中细菌检出率约为24.0%,SAP+Lip组的BT比率明显低于SAP组(p<0.05)。此外,SAP+Lip组肺和肾脏的组织学损伤和病理评分均较SAP组明显减轻(p<0.05),肺水肿和肾功能有明显改善(p<0.05)。结论:本研究首次证实IECs铁死亡参与SAP中的肠粘膜屏障损伤,抑制铁死亡可以减轻肠粘膜损伤,减少细菌易位,改善急性远端器官损伤。提示铁死亡是SAP中肠粘膜屏障损伤的潜在治疗靶点。