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目的:本实验采用大鼠CLP模型动态观察脓毒症动物主要脏器JAK/STAT信号通路的活化情况及对HMGB1 mRNA表达的影响,初步探讨G-菌脓毒症时HMGB1诱生的信号调控机制;阐明JAK/STAT信号通路与HMGB1表达的相互关系及其在脓毒症所致多器官功能损害发病过程中的作用,旨在为进一步探索脓毒症的信号转导机制和防治途径提供新的思路。 方法:雄性Wistar大鼠140只,随机分为8组:(1) 正常对照组(n=10),动物于麻醉后活杀;(2) 假手术对照组(n=10),动物于开关腹腔手术后2h活杀;(3)盲肠结扎穿孔组 (n=60):按时间点分别于CLP后0.5、2、6、12、24和48h活杀动物; (4) AG490 (JAK2激酶抑制剂)组(n=24):CLP前20mins皮下注射AG490 8.0 mg/kg,然后于CLP后2、6、24和48h活杀;(5) RPM(rapamycin,STAT抑制剂)组(n=24):CLP前20mins皮下注射注射RPM 0.4 mg /kg,并于CLP后2、6、24和48h活杀。(6) DMSO(二甲基亚砜,试剂的溶质)组(n=12):开关腹腔手术前20mins皮下注射DMSO 4.0 ml/kg,于开关腹腔术后2和24h活杀。经腹主动脉采血,分离血标本用于测定血清生化指标。无菌留取动物肝、肺、肾、肠组织进行STAT1、STAT3活化分析以及HMGB1mRNA表达的检测。STAT活化检测采用凝胶电泳阻滞分析试验;组织HMGB1mRNA表达采用半定量RT-PCR方法检测。血清ALT、AST、BUN、Cr等使用7170自动生化分析仪测定;肺组织髓过氧化物酶(MPO)活性采用酶学分光光度法测定;小肠组织二胺氧化酶(DAO)活性采用分光光度法测定。结果:1. CLP大鼠STAT1、STAT3活化规律及AG490、RPM预处理对CLP大鼠STAT1、STAT3的影响:正常肝、肺、肠、肾组织中STAT1 和STAT3几乎未见或仅有微弱活化,假手术组和DMSO组各组织STAT1 和STAT3只有较弱的活化,但与正常对照组相比差别不明显。肝、肺、肠、肾组织中STAT1在脓毒症早期即开始活化,CLP后6~24h活化达到高峰。肝、肺组织中的STAT3的活化特点与STAT1相似,但相对较弱;而在肾、肠组织中未观察到STAT3的活化。AG490和RPM对肝、肺、肠组织中6h、24h、48h等时间点STAT1、STAT3活化均有不同程度的抑制作用;AG490对48h肾组织STAT1活化具有一定抑制效应。2. ①CLP大鼠肝、肺、肠、肾组织HMGB1 <WP=10>mRNA表达的动力学特点:正常对照组大鼠肝、肺、肠、肾组织中均有一定量的HMGB1 mRNA表达,假手术后2h表达无明显改变。肝组织CLP后6h表达明显上调,至48h仍持续在较高水平;CLP后肺组织HMGB1 mRNA表达迅速增强,2h达峰值,48h则降至正常对照水平;肠组织HMGB1 mRNA在早期无明显变化,一直到48h才显著升高;肾组织HMGB1 mRNA表达动力学特点与上述三种组织不同,整个实验观察过程中HMGB1 mRNA表达改变不明显。②AG490预处理对CLP大鼠组织HMGB1 mRNA表达的影响:与脓毒症组相应时间点相比,AG490处理后肝组织在24h、48h HMGB1 mRNA表达显著降低,肺组织HMGB1 mRNA水平仅在2h时间点表现为明显下降;肠组织HMGB1 mRNA表达早期无明显变化,24h、48h 显著下调;AG490处理对肾组织无影响。③RPM预处理对组织HMGB1 mRNA表达的影响:与脓毒症组相应时间点相比,RPM处理后肝组织在6h、24h HMGB1 mRNA表达显著降低,肺组织HMGB1 mRNA水平在2h、6h、24h、48h均表现为明显下降;肠组织HMGB1 mRNA水平早期影响不大,CLP后24h、48h 则显著降低。RPM处理对肾组织无影响。3. CLP大鼠肝、肾功能生化指标的变化特点: ①血清ALT在CLP后24h显著高于正常对照组,其它时间点与正常对照相比无显著差异;AST在CLP后6h开始显著升高,24h达峰值,48h仍持续在高水平。BUN的变化呈现出一定的波动性,其中6h、24h、48h显著高于正常对照组;Cr仅在24h显著高于正常对照组。②AG490对生化指标的影响:AG490处理后,与脓毒症组相应时间点相比,血清ALT 24h显著降低,AST 24h、48h均显著降低;BUN、Cr均在24h显著降低。③RPM预处理对生化指标的影响:RPM处理后,与脓毒症组相应时间点相比,ALT 24h、48h显著降低,AST只在48h显著降低;Cr 、BUN分别于24h、 48h显著降低。 4. CLP大鼠肺MPO活性变化的及AG490、RPM干预的影响:CLP大鼠肺MPO活性从2h开始明显升高,24h达高峰,48h仍处于较高水平。AG490、RPM预处理均导致肺组织24、48h MPO活性显著降低。5. CLP大鼠肠DAO含量的变化及AG490、RPM干预的影响:CLP后大鼠DAO含量在0.5h和24h显著低于正常对照和假手术组,AG490、RPM预处理对肠DAO含量无明显影响。结论: 1. 严重腹腔感染可导致机体主要脏器JAK/STAT通路迅速活化,其中STAT1在肝、肺、肾、肠组织中广泛活化,STAT3仅在肝、肺组织中活化明显,肝、肺组织中STAT1活化强度明显高于STAT3。初步提示体内重要器官JAK/STAT通路的广泛活化可能参与了脓毒症的病理生理过程。2.严重腹腔感染可明显上调脓毒症动物机体肝、肺、肠组织“晚期”介质——HMGB1 mRNA表达,局部组织HMGB1 基因持续表达与感染后多器官功能损害的发病过程有关。3. 阻断JAK/STAT途径可明显下调组织HMGB1 mRNA的表达,以肝、肺尤为显著。表明JAK/STAT信号通路参与了脓毒症大鼠HMGB1<WP=11>基因表达的调控过程。抑制JAK/STAT通路可有效防止脓毒症所致多器官功能损害的发生与发展,其机制与减轻HMGB1的直接和间接损伤效应密切相关。