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目的:肠缺血再灌注损伤(Intestinal ischemia/reperfusion injury,II/RI)是一种常见的临床危重症并发症,不仅能导致肠道损伤,还会引发全身炎症反应综合征(Systemic inflammatory response syndrome,SIRS)及多器官功能障碍综合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome,MODS)等继发病变,导致多器官衰竭,甚至死亡。目前,临床上尚无抗肠缺血再灌注损伤特效药。据报道,曲札茋苷具有抗大鼠心、脑缺血再灌注损伤的药理活性,但是对肠缺血再灌注损伤的疗效尚未见报道。本研究以白藜芦醇为阳性对照药,对曲札茋苷抗小鼠II/RI体内有效性进行全面、系统的评价及比较研究,并对其作用机理进行了初步研究,为临床上抗II/RI特效药的研发提供理论依据。方法:将48只SPF级雄性昆明小鼠随机分成假手术(Sham)组,造模(I/R)组,低剂量曲札茋苷治疗组(给药剂量为2.63mg/kg)、中剂量曲札茋苷治疗组(给药剂量为5.25mg/kg)、高剂量曲札茋苷治疗组(给药剂量为10.50mg/kg)、白藜芦醇组(阳性对照药组,给药剂量为30.00mg/kg),每组8只。Sham组:小鼠麻醉后,手术过程中分离但不夹闭肠系膜上动脉(Superior mesenteric artery,SMA),经尾静脉注射与治疗组等量空白溶剂;I/R组:小鼠麻醉后,用微创动脉夹夹闭SMA,缺血45分钟后松开动脉夹,再灌注30分钟,并在再灌注前5分钟经尾静脉注射治疗组等量的空白溶剂;低、中、高剂量曲札茋苷治疗组:小鼠如前述方法造模,各组再灌注前5分钟分别经尾静脉按前述剂量注射曲札茋苷注射液;白藜芦醇组:小鼠如前述方法造模,术前1小时按前述剂量腹腔注射白藜芦醇溶液。于再灌注30分钟后,处死小鼠,取肠组织,并完成如下实验对曲札茋苷抗小鼠II/RI体内有效性进行系统评价:肉眼观察小肠标本,应用大体损伤评分评价其大体损伤程度,光镜下观察小肠组织病理,应用Chiu评分评价其组织损伤程度;应用比色法测定小肠组织中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量、总-超氧化物歧化酶(Total superoxide dismutase,T-SOD)和髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)的酶活性;应用酶联免疫吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测内皮型一氧化氮合酶(Endothelial nitric oxide synthase,e NOS)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表达水平;应用免疫组化法检测肠组织中SOD和TNF-α的分布情况及相对表达水平;应用免疫印迹法检测B淋巴细胞瘤-2蛋白(B-cell lymphoma 2 protein,Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associated X protein,Bax)相对表达水平、剪切的胱天蛋白酶-3(cleaved cysteine aspartate protease-3,cleaved caspase-3)和胱天蛋白酶-3(caspase-3)。然后,在体内有效性评价的基础上,本文对曲札茋苷抗II/RI作用机理进行如下研究:应用网络药理学方法筛选曲札茋苷潜在药物靶点,并应用分子对接方法对曲札茋苷与其靶点-醛酮还原酶1成员B1(Aldo-keto reductase family 1 member B1,AKR1B1)(本研究中应用网络药理学方法发现的潜在靶点)和精氨酸酶(文献报道的已知靶点)相互作用机理进行研究;应用免疫印迹法测定AKR1B1和磷酸化的蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,p-Akt)的表达水平,验证网络药理学研究结果。结果:(1)大体损伤观察:Sham组小鼠小肠大体呈健康的粉色,无明显内容物及扩张现象。I/R组小鼠小肠大部分肠管呈暗红色,部分肠段呈现黑色。肠袢充气扩张明显,肠管内有絮状积液,颜色呈暗红色。肠壁有散在的暗红色出血点。大体损伤评分显著高于Sham组(P<0.001)。各剂量曲札茋苷治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织呈轻度扩张,肠管内有积液,颜色呈淡黄或淡红色。小肠壁色泽较红润,局部呈暗红色,可见少量散在出血点。各剂量曲札茋苷治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠大体损伤评分显著低于I/R组(P<0.001,P<0.001,P<0.001,P<0.001)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。(2)光镜观察:Sham组小鼠小肠黏膜绒毛完整,且上皮下间隙无扩张。I/R组小鼠小肠组织的肠绒毛排列不规则,且小肠肠黏膜出现水肿、出血和脱落。同时,其Chiu评分显著高于Sham组(P<0.001)。各剂量曲札茋苷治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织腺体结构均比较清晰,黏膜充血、间质出血和肠黏膜损伤程度与I/R组相比均有明显的改善。各剂量曲札茋苷治疗组和白藜芦醇组的Chiu评分显著低于I/R组(P<0.05,P<0.05,P<0.01,P<0.05)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。(3)MDA和T-SOD:与Sham组相比,I/R组的小鼠小肠组织中的MDA含量显著增加(P<0.001),T-SOD酶活力显著降低(P<0.001)。与I/R组相比,各剂量治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织中的MDA的含量显著降低(P<0.001,P<0.001,P<0.001,P<0.001),各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。此外,各剂量治疗组小鼠小肠组织中T-SOD的酶活力显著增高(P<0.001,P<0.001,P<0.001),而白藜芦醇组与I/R组相比无显著性差异(P>0.05)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比小鼠小肠组织中T-SOD的酶活力均显著增加(P<0.05,P<0.001,P<0.001)。此外,免疫组化结果显示,与Sham组相比,I/R组小鼠小肠绒毛内SOD表达降低,呈弱阳性表达,其评分结果也显著降低(P<0.001)。与I/R组相比,各剂量治疗组小鼠小肠绒毛内SOD表达升高,呈强阳性或中阳性表达,其评分结果显著增加(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。而白藜芦醇组小鼠小肠绒毛内SOD呈弱阳性表达,评分结果与I/R组相比无显著性差异(P>0.05)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组之间相比免疫组化评分结果均无显著性差异(P>0.05)。(4)e NOS:与Sham组相比,I/R组的小鼠小肠组织中e NOS表达显著下调(P<0.001)。与I/R组相比,曲札茋苷中剂量治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织中e NOS的表达显著上调(P<0.05,P<0.01),而低、高剂量组无显著性差异(P>0.05,P>0.05)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组之间相比均无显著性差异(P>0.05)。(5)MPO:与Sham组相比,I/R组的小鼠小肠组织中MPO的含量显著上调(P<0.001)。与I/R组相比,各剂量治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织中MPO的含量显著降低(P<0.001,P<0.001,P<0.001,P<0.001)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。(6)TNF-α:与Sham组相比,I/R组的小鼠小肠组织中TNF-α的表达显著上调(P<0.001)。与I/R组相比,各剂量治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织中TNF-α的表达显著下调(P<0.001,P<0.001,P<0.001,P<0.001)。低剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比显著降低(P<0.05),而中、高剂量治疗组与白藜芦醇组相比无显著性差异(P>0.05)。TNF-α的免疫组化检测结果显示,与Sham组相比,I/R组小鼠的TNF-α在小肠绒毛处呈强阳性表达,其评分结果显著增加(P<0.01)。与I/R组相比,各剂量治疗组和白藜芦醇组小鼠的TNF-α在小肠绒毛处的呈弱阳性表达,其评分结果显著降低(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。(7)Bcl-2/Bax比值:与Sham组相比,I/R组的小鼠小肠组织中Bcl-2/Bax的比值显著降低(P<0.01)。与I/R组相比,高剂量治疗组小鼠小肠组织中Bcl-2/Bax的比值显著升高(P<0.01),而低、中剂量治疗组和白藜芦醇组无显著性差异(P>0.05,P>0.05,P>0.05)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。(8)cleaved caspase-3/caspase-3比值:与Sham组相比,I/R组的小鼠小肠组织中cleaved caspase-3/caspase-3的比值显著升高(P<0.001)。与I/R组相比,低、中、高剂量治疗组和白藜芦醇组小鼠小肠组织中cleaved caspase-3/caspase-3的比值显著降低(P<0.001,P<0.001,P<0.001,P<0.001)。各剂量曲札茋苷治疗组与白藜芦醇组相比均无显著性差异(P>0.05)。(9)分子对接:曲札茋苷可与AKR1B1受体分子中的CYP390,TRP111,VAL47,PHE122,CYS303和LEU300等六个氨基酸残基相互作用,结合自由能为-144.865 k J/mol。此外,曲札茋苷能够与另一个靶点精氨酸酶分子中的HIS101,HIS141,SER137,THR136,ASP128,GLP142,ASP234,ASP181,ASP183和HIS126等十个氨基酸残基相互作用,其结合自由能为-196.848 k J/mol。(10)AKR1B1和p-Akt:与Sham组相比,I/R组小鼠小肠组织中AKR1B1的表达显著上调(P<0.001),p-Akt的表达显著上调(P<0.01)。与I/R组相比,低、中、高曲札茋苷治疗组小鼠小肠组织中的AKR1B1的表达显著下调(P<0.01,P<0.01,P<0.05)。此外,与I/R组相比,中、高剂量治疗组小鼠小肠组织中p-Akt的表达均显著增加(P<0.001,P<0.05),而低剂量治疗组无显著性差异(P>0.05)。结论:曲札茋苷能够有效抑制缺血再灌注损伤诱发的氧化应激反应和炎症反应,减少中性粒细胞浸润,减轻内皮功能障碍及抑制细胞凋亡。中、高剂量曲札茋苷治疗效果略优于低剂量。曲札茋苷疗效与白藜芦醇相近,只有在T-SOD表达调节方面略优于白藜芦醇。此外,相关机理研究发现,曲札茋苷具有多机制、多靶点的药理学作用特点。除文献已经报道的精氨酸酶以外,AKR1B1是曲札茋苷的另一个潜在靶点。曲札茋苷可通过抑制AKR1B1而显著上调p-Akt表达,从而从多方面保护缺血再灌注损伤后的肠组织。本文研究表明:曲札茋苷对II/RI模型小鼠具有明显的保护作用,有望成为抗肠缺血再灌注损伤的新药。