雷公藤甲素对行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠模型吻合口的治疗作用及其机制

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作为炎症性肠病的一种类型,克罗恩病代表着一系列慢性肠道炎症、损害及结构上的破坏、重构。尽管克罗恩病的病因尚不明确,但通过对患者及动物模型的研究发现,固有免疫和获得性免疫都参与了该病的发病过程。尽管手术并不是治愈克罗恩病的方法并且术后的复发非常常见,但仍有70-75%的克罗恩病患者因为药物治疗无效或出现了克罗恩病的并发症如肠道狭窄或梗阻等原因需接受手术治疗。由于克罗恩病的好发部位位于末端回肠及盲肠,因此回盲部切除术是克罗恩病手术的常见术式。由于术后吻合口复发的发生率较高,克罗恩病患者再次手术的几率也较大。因此,预防吻合口炎症、纤维化导致的复发非常重要。许多动物模型被用来研究克罗恩病的发病机制,IL-10-/-小鼠表现出Th1介导的慢性结肠炎特征,这与人类的克罗恩病疾病特征相似,只是发病部位不是克罗恩病好发的小肠。最新的研究发现,行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠可以被用来研究克罗恩病术后吻合口炎症及纤维化过程及干预措施对吻合口的影响。雷公藤多甙是我国传统中药雷公藤的提取物,有广泛的抗炎和免疫调节的作用,被我国应用于治疗免疫相关性疾病多年。众多的研究发现,雷公藤甲素可以抑制RPB1(RNA聚合酶II的主要亚基)、XPB(TFIIH的亚基)及NF-tCB介导的转录过程等。最近的研究还发现,雷公藤甲素可以抑制被脂多糖(LPS)激活的巨噬细胞内miR-155的表达。微小RNA是一类非编码、由19-24个核苷酸构成的单链小RNA分子,它调控着真核生物约30%基因的表达。miR-155由Bic基因编码,它对众多的免疫细胞如T细胞、B细胞、树突状细胞均有强大的调控作用。而作为miR-155的直接作用靶点,SHIP-1是多种炎症信号通路的潜在抑制者。最近的研究发现,SHIP-1在调控Th1/Th2细胞平衡、Th17/Treg细胞平衡中扮演着至关重要的作用。由于T细胞在克罗恩病的发病中起着非常重要的作用,因此我们推断miR-155/SHIP-1通路在克罗恩病的发病中的作用非常显著。肠道纤维化是克罗恩病的一个常见的慢性并发症,往往严重影响患者的生活质量,其被定义为肠壁内疤痕组织持续的沉积。TNF-α与肠道纤维化的关系非常密切,而对众多的免疫细胞如T细胞、B细胞、树突状细胞均有强大的调控作用的miR-155若表达上调后会导致TNF-α水平的上升,最近的研究将其称为TNF-α/miR-155轴。因此我们推测,雷公藤甲素可以通过抑制TNF-α/miR-155轴从而减轻肠道的纤维化。本研究旨在探索雷公藤甲素对行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠模型的治疗作用:首先建立行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠模型并对其进行评价;之后观察雷公藤甲素对该模型小鼠吻合口炎症的治疗作用及其对miR-1 55/SHIP-1炎症通路的影响,并观察雷公藤甲素对该模型小鼠吻合口纤维化的治疗作用及其对纤维化通路TNF-α/miR-155轴的影响。全文分为二个部分:第一部分行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠模型的建立及评价目的:探讨行回盲部切除、回肠升结肠吻合术(ileocaecalresection,ICR)的IL-10基因敲除小鼠模型建立的可行性及其吻合口炎症、纤维化的程度。方法:取野生型(wild type,WT)小鼠作为阴性手术组(negative surgery,NS),取IL-10-/-小鼠随机分为阳性手术组(positive surgery,PS)及对照组(control)。NS组及PS组均行回盲部切除、回肠升结肠吻合术,每周进行一次疾病活动度评分(disease activity index,DAI),8周后处死所有小鼠。取部分肠管组织行H-E染色、CD4免疫组化及天狼猩红染色,并行病理学评分、CD4染色区域统计及纤维化评分。酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测肠管组织中髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)、白介素-1β(IL-1β)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)及粪便中钙卫蛋白的含量。结果:手术后8周的PS组小鼠吻合口炎症及纤维化程度明显高于NS组小鼠,且PS组小鼠的病理学评分、CD4染色区域及纤维化评分均明显高于NS组。与NS组相比,PS组小鼠吻合口组织MPO、IL-1β、TGF-β及粪便中钙卫蛋白含量显著升高。结论:行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠吻合口炎症及纤维化程度均明显高于行手术的野生型小鼠,该模型可以用来模拟克罗恩病术后吻合口的炎症及纤维化过程。第二部分研究一雷公藤甲素对行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠模型吻合口炎症的治疗作用及其机制目的:探讨雷公藤甲素对行ICR术的IL-I0-/-小鼠吻合口炎症的治疗作用及其对miR-155/SHIP-1通路的影响。方法:取IL-10-/-小鼠随机分为安慰剂组(Saline-treated ICR group,ST-ICR)、雷公藤甲素组(Triptolide-treated ICR group,TT-ICR)。ST-ICR组及TT-ICR组均行回盲部切除、回肠升结肠吻合术,每周进行一次疾病活动度评分(disease activity index,DAI),ST-ICR组给予腹腔注射生理盐水8周,TT-ICR组给予腹腔注射雷公藤甲素8周,之后处死所有小鼠。取部分肠管组织行H-E染色、CD4免疫组化染色,并行病理学评分、CD4染色区域统计。ELISA法检测肠管组织中MPO、干扰素-γ(IFN-γ)、白介素-6(IL-6)、白介素-17(IL-17)、白介素-4(IL-4)及粪便中钙卫蛋白的含量。实时定量聚合酶链反应(quantitative real time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测miR-155的含量,Western blot检测SHIP-1 的表达。结果:TT-ICR组小鼠吻合口炎症程度明显轻于ST-ICR组小鼠,且TT-ICR组小鼠的病理学评分、CD4染色区域均明显低于ST-ICR组。与ST-ICR组相比,TT-ICR组小鼠吻合口组织MPO、IFN-γ及粪便中钙卫蛋白含量显著下降,而吻合口组织IL-6、IL-17、IL-4含量无明显变化。TT-ICR组小鼠吻合口组织miR-155的表达量明显低于ST-ICR组,而SHIP-1的表达量却明显高于ST-ICR组。结论:雷公藤甲素可以明显缓解ICR术后IL-I0-/-小鼠吻合口的炎症,可能是通过抑制miR-155/SHIP-1通路实现这一过程的。第二部分研究二雷公藤甲素对行回盲部切除、回肠升结肠吻合术的IL-10基因敲除小鼠模型吻合口纤维化的治疗作用及其机制目的:探讨雷公藤甲素对行ICR术的IL-10-/-小鼠吻合口纤维化的治疗作用及其对TNF-α/miR-155 轴的影响。方法:取IL-10-/-小鼠随机分为安慰剂组(Saline-treated ICR group,ST-ICR)、雷公藤甲素组(Triptolide-treated ICR group,TT-ICR)。ST-ICR 组及 TT-ICR 组均行回盲部切除、回肠升结肠吻合术,每周进行一次疾病活动度评分(disease activity index,DAI),ST-ICR组给予腹腔注射生理盐水8周,TT-ICR组给予腹腔注射雷公藤甲素8周,之后处死所有小鼠。取部分肠管组织行天狼猩红染色,并行纤维化评分。ELISA法检测肠管组织中IL-1β、TGF-β、TNF-α的含量,qRT-PCR法检测前胶原α1、TNF-α的含量。结果:TT-ICR组小鼠吻合口纤维化程度明显轻于ST-ICR组小鼠,且TT-ICR组小鼠的纤维化评分及前胶原α1的表达量均明显低于ST-ICR组。与ST-ICR组相比,TT-ICR组小鼠吻合口组织IL-1β、TGF-β的含量显著下降,qRT-PCR和ELISA检测均显示,TT-ICR组TNF-α的含量显著低于ST-ICR组。结论:雷公藤甲素可以明显缓解ICR术后IL-10-/-小鼠吻合口的纤维化,可能是通过抑制TNF-α/miR-155轴实现这一过程的。
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