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目的:建立高原环境下急性肺水肿模型,研究急进高原低压缺氧环境下继发性肝损伤与氧化应激、炎症反应及细胞焦亡相关分子之间的关系,探讨姜黄素(Curcumin,Cur)及纳米姜黄素(Nomacurcumin,Ncur)对急进高原低压缺氧环境大鼠继发性肝损伤的保护作用,并验证Cur与Ncur对肝脏氧化应激、炎症反应及细胞焦亡相关分子的影响。方法:选取80只正常健康大鼠,利用西北地区特殊环境人工实验舱按照不同海拔高度(高原6000米[High altitude 6000 meters,HA 6000 m]和高原7000米[High altitude 7000 meters,HA 7000 m]),暴露不同的时长(0h、24h、48h、72h),建立急进高原肝、肺损伤模型。通过肺泡灌洗液蛋白浓度、肺组织湿/干重比(Wet weight/dry weight,W/D)、肝功酶、肝、肺组织病理、血液及肝脏组织匀浆中肿瘤坏死因子α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)、白细胞介素(Interleukin,IL)-1β、IL-6和IL-18的水平和肝脏组织匀浆超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)及丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的水平,明确急进高原低压缺氧大鼠肺脏、肝脏损伤情况。再选取50只正常健康大鼠,暴露在高原缺氧环境后,使用不同的药物干预(平原对照[normal control,NC]组,高原[High altitude,HA]组,红景天苷[Salidroside,Sal]40mg/kg组,Cur 200mg/kg和Ncur 25mg/kg)组。检测血清谷氨转氨酶(Alanine transaminase,ALT)、谷草转氨酶(Aspartate transaminase,AST)、乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH),使用苏木精-曙红染色(Hematoxylin-eosin staining,HE)评估肝脏病理变化,通过酶联免疫吸附测定法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清和组织的炎症因子,并检测肝脏组织中SOD、CAT、GSH及MDA的水平。还通过蛋白质印迹法测定前体胱天蛋白酶1(Pro-cysteinyl aspartate specific proteinases1,Pro-Casp1)、活化的胱天蛋白1(Cleaved-cysteinyl aspartate specific proteinases1,Cleaved-Casp1)、消皮素D(Gasdermin D,GSDMD)、活化的消皮素D(Gasdermin D-N terminal,GSDMD-N)、核因子κB(Nuclear factor kappa-B,NF-κB、磷酸化核因子κB(PhosphoNuclear factor kappa-B,P-NF-κB)和高迁移率族蛋白B1(High mobility group box protein 1,HMGB1)的蛋白水平,比较急进高原继发性肝损伤大鼠氧化应激、炎症反应及细胞焦亡相关指标与药物干预组大鼠之间的变化。结果:1.HA组大鼠肺组织W/D值随暴露时间呈升高趋势,在海拔7000米时,HA组的大鼠肺W/D值在48h时达到最高,HA48-7000组大鼠的肺W/D值高于HA48-6000组,并且这两个高度之间存在差异(P<0.05)。肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白质浓度和肺组织病理的变化趋势与肺组织W/D值的变化相同,并且在海拔7000米的高原环境中暴露48小时,大鼠肺组织的病理变化最明显,表现为肺泡结构完整性受损,肺泡腔相互融合扩张,局部肺组织实变,部分静脉血管水肿等。2.随着高原暴露组大鼠的高原环境暴露时间延长,大鼠血清肝功酶、血清和肝组织匀浆中TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-18的含量逐渐增高;高原暴露48h时血清和肝组织匀浆中TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-18的含量达到最高,此后呈逐渐平缓趋势。HA48-7000组大鼠的炎症因子水平高于HA48-6000组,并且这两个高度之间炎症因子的水平存在差异(P<0.05)。大鼠肝脏组织中CAT、SOD及GSH水平的变化同炎症因子,而MDA活性的变化与上述趋势正好相反。并且在海拔7000米的高原环境中暴露48小时,大鼠肝脏组织的病理变化最明显,出现了较为明显的肝细胞水肿、坏死及中央静脉扩张充血及血栓形成。3.与NC组相比,HA组的肝病理损伤评分、血清肝功酶、肝脏组织匀浆氧化应激相关指标及血清及匀浆炎症因子相关指标及MDA含量明显增高(P<0.05),CAT、SOD及GSH的活性下降(P<0.05);在Sal、Cur及Ncur处理后,肝病理损伤评分、血清肝功酶、肝脏组织匀浆氧化应激相关指标及血清及匀浆炎症因子相关指标及MDA较高原对照组明显下降(P<0.05);CAT、SOD及GSH的水平较高原对照组升高(P<0.05)。此外,急进高原大鼠肝组织中Cleaved-Casp1、GSDMD-N、P-NF-κB和HMGB1的蛋白水平升高。药物干预后,降低了高原缺氧环境导致大鼠血清肝功酶的升高,缓解了急进高原大鼠的肝脏病理损伤,抑制了高原模型组大鼠血清及肝脏组织中氧化应激及炎症因子的表达,下调了Cleaved-Casp1、GSDMD-N、P-NF-κB和HMGB1的蛋白水平。与Sal组相比,Cur与Ncur处理更好的缓解了急进高原大鼠的继发性肝损伤(P<0.05),并且Cur组与Ncur组各项指标之间的变化未见明显差异(P>0.05)。结论:1.急进高原低压缺氧极端环境会使大鼠出现急性肺损伤,其损伤机制可能与缺氧及寒冷的共同作用有关;2.Cur与Ncur预处理可对急进高原大鼠继发性肝损伤发挥保护作用,其作用可能与抑制氧化应激、缓解炎症反应及减轻肝细胞焦亡有关。