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目的:重症急性胰腺炎(SAP)是一种以血流动力学改变和全身炎症反应为特征、死亡率高的疾病。SAP的发病机制至今尚未阐明,临床尚无有效的治疗措施。细胞因子的释放造成了全身性的反应,如:全身炎症反应综合症(SIRS)、多器官功能障碍综合征(MODS)、成人呼吸窘迫综合征(ARDS)、败血病等。此外细胞因子在作为SAP主要致死原因的多器官衰竭中起着轴心作用。关于细胞因子诱导SIRS的二次打击学说则解释了不同个体对SAP的多样性反应。银杏苦内酯B(GinkgolideB,代号为BN52021)是银杏叶提取物中重要的有效成分,对SAP具有治疗作用,是炎性介质血小板活化因子(PAF)的强拮抗剂,具有抗炎、抗血栓和抗休克形成等多种药理作用,但其作用机制至今未明。PAF在体内主要通过特异性的PAF受体(PAFR)将信号传递至细胞内调节细胞的生命活动。PAFR属于七次跨膜的G蛋白偶联受体家族,活化后偶联于特异性的异三聚体G蛋白,开启胞内相应的信号转导通路。本实验旨在观察SAP大鼠血中促炎因子和抗炎因子的变化以及胰腺组织Gαi2和Gαq蛋白表达量的改变,探讨BN52021对SAP的治疗作用及其可能的细胞内信号转导机制。
方法:1雄性Wistar大鼠180只随机分为正常对照组(NC,n=60),SAP组(SAP,n=60)及BN52021治疗组(BN,n=60),每组再分为6个时相点(1h、2h、3h、6h、12h、24h),各组10只。
2术前24小时禁食,自由饮水。0.4%戊巴比妥钠(40mg·kg-1)腹腔注射麻醉。仰卧位固定后,备皮、消毒、铺无菌巾,于上腹正中做2cm切口进入腹腔。找到大鼠的十二指肠和胆胰管后,用无创血管夹夹住胆胰管肝端,用钝头针头经十二指肠浆肌层行胆胰管逆行穿刺术。穿刺成功后,微量注射器逆行胆胰管注射5%牛磺胆酸钠(1mL·kg-1),推注速度0.20ml·min-1。推药后用无创血管夹夹住胆胰管入十二指肠处,观察10分钟,去除血管夹,确认腹腔内无活动性出血后,两层关腹并用无菌纱布覆盖伤口,NC组开腹后仅翻动十二指肠并触摸胰腺数次关腹。术后15分钟BN组股静脉注射BN52021(5mg·kg-1),NC组、SAP组股静脉注射等量生理盐水。
3各组分别在处理后1h、2h、3h、6h、12h、24h麻醉并开胸和开腹,迅速采集心脏血液和胰腺组织。采用全自动生化分析仪检测血清淀粉酶,同时应用ELISA技术测定1h、6h和12h血浆细胞因子水平。取一部分胰腺组织放入液氮速冻,-80℃超低温冰箱妥善保存;另一部分以中性缓冲甲醛固定(40g·L-1),石蜡包埋切片后HE染色制片,观察胰腺组织的病理学变化。蛋白免疫印迹法(westernblot)测定胰腺组织Gαi2和Gαq蛋白含量,用Image-ProPlusVersion4.5图像分析系统进行定量分析。
结果:1血浆淀粉酶结果显示,各时相点SAP组与NC组相比较显著升高(P<0.05),BN组也较NC组显著升高(P<0.05),但BN组在1h,2h,3h,6h和24h较SAP组显著降低(P<0.05)。病理学结果显示,SAP组随着时间的推移,胰腺及周围组织水肿、出血和坏死面积逐渐扩大,程度逐渐加重,而BN组较SAP组的组织结构破坏相对较轻,NC组胰腺及周围组织结构始终大致正常。这些说明SAP动物模型制作是成功的,BN52021也有一定的治疗效果。
2SAP大鼠促炎因子和抗炎因子均显著升高。BN52021能降低血浆促炎因子含量,在SAP早期降低抗炎因子IL-10含量、提高IL-12和细胞因子拮抗剂sTNF-αR含量。血浆TNFα水平在1h时各组未见明显差异,6h时SAP组与NC组、BN组相比具有显著性差异(P=0.001,P=0.003),12h时SAP组与NC组、BN组相比也具有显著性差异(P=0.020,P=0.000)。血浆PAF水平在1h时各组存在明显差异,NC组与SAP、BN组比较,具有显著性差异(P=0.000,P=0.000);在6h时相点,SAP组与BN、NC组血浆PAF水平具有显著性差异(P=0.000,P=0.000);12h时SAP组与BN、NC组血浆PAF水平具有显著性差异(P=0.045、P=0.001)。血浆IL-10水平在1h时各组存在明显差异,1h时SAP组与NC组和BN组相比具有显著性差异(P=0.000,P=0.006)。血浆IL-12水平在1h时各组存在明显差异,BN组与SAP、NC组比较,具有显著性差异(P=0.011,P=0.000);6h时SAP组与NC组相比具有显著性差异(P=0.005);12h时SAP组与NC组相比也具有显著性差异(P=0.037)。血浆sTNF-αR水平在1h时各组存在明显差异,SAP与NC、BN组比较,具有显著性差异(P=0.001,P=0.015),BN与NC组比较,具有显著性差异(P=0.000);在6h、12h时相点,只有BN组与NC组血浆sTNF-αR水平具有显著性差异(P=0.005,P=0.003)。在TNF-α与sTNF-αR、PAF与IL-10、PAF与IL-12、PAF与sTNF-αR之间分别存在线性相关,并分别建立相关方程。
3SAP组大鼠胰腺组织Gαi2、Gαq含量与NC组相比显著增高(P<0.05),BN组SAP大鼠胰腺组织Gαi2、Gαq含量显著低于SAP组(P<0.05)。
结论:1逆行胰胆管内注射5%牛磺胆酸钠可以成功制备大鼠SAP模型,而且BN52021对SAP有一定的治疗作用。
2促炎和抗炎细胞因子与SAP的病理生理变化密切相关,SAP发生后,抗炎与促炎因子之间的平衡被打破,使得两类细胞因子均出现异常表达。PAF是炎症反应的关键性介质,在PAF与IL-10、IL-12、sTNF-αR之间存在相关性,PAF表达量的改变与三种细胞因子相关。BN52021作为PAF的拮抗剂对SAP大鼠细胞因子表达具有显著影响,促使两种促炎因子血浆水平降低;在SAP发病早期使抗炎因子IL-10血浆含量减少,而对IL-12血浆含量有提升作用。
3SAP发生后,胰腺组织Gαi2和Gαq蛋白含量增高,可能通过cAMP-PKA和IP3-Ca2+途径完成细胞内信号转导,导致炎症反应延续并放大。BN52021通过降低SAP大鼠胰腺组织Gαi2和Gαq含量发挥治疗作用。