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第一部分:血吸虫病肝纤维化家免实验模型构建
目的:建立稳定的、类似人类肝脏纤维化自然病程的家兔血吸虫病肝纤维化模型,了解模型动物肝纤维化形成过程,为干预性实验用药的时机选择和效果观察提供实验依据。
方法:血吸虫尾蚴皮肤敷贴法感染家兔,分别于感染尾蚴后4wk、6wk、8wk、10wk、12wk、16wk、20wk、24wk采用苦味酸天狼星红和免疫组织化学方法分别动态观察感染日本血吸虫尾蚴后的中国大耳白兔肝脏Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原和纤维连接蛋白(Fibronectin,FN)成分和含量变化,以及虫卵肉芽肿数量、面积和肝纤维化程度。
结果:病理证实家兔血吸虫感染成功率100%,有3只家兔在应用左旋吡喹酮杀虫前因急性血吸虫病死亡;完成观察期的实验动物肝脏纤维化模型成功率100%。感染血吸虫尾蚴后6wk,肝脏有急性虫卵肉芽肿形成,第8wk肉芽肿达到高峰,大部分被吸收而变为具有增殖性变化的假结核性虫卵肉芽肿并逐渐缩小。感染后20~24wk,家兔肝脏增大、呈现中重度血吸虫病特有的干线型纤维化。血吸虫感染第8周后肝脏肉芽肿周围己见少量Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维,零星地分布在扩大的汇管区以及新生肉芽肿的周围。随后,Ⅰ型和Ⅲ型纤维含量明显进行性增加,肝脏纤维化程度进行性加重。Ⅰ型胶原纤维沉积的速度明显快于Ⅲ型胶原。在纤维化形成过程中FN含量先于胶原蛋白缓慢增加,均匀分布于虫卵肉芽肿基质和汇管区,走向与Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原相同。
结论:日本血吸虫尾蚴感染家兔形成肝纤维化模型成功地在动物体内再现了人类血吸虫病相似的疾病发病过程,模型动物肝脏FN和Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原含量缓慢持续稳定增加,为进一步进行药物探讨纤维化发病机制及抗肝纤维化治疗奠定了基础。
第二部分:前列腺素(PG)E1对肝脏星状细胞活化影响的实验研究
目的:探讨血吸虫病家兔肝纤维化形成过程中,静脉应用前列腺素E1对肝脏星状细胞(Hepaticstellatecells,HSCs)活化的影响以及过氧化物酶体增殖物活化受体γ(Peroxisomeproliferators-activatedreceptorgamma,PPARγ)在其中的作用。
方法:血吸虫尾蚴皮肤敷贴法感染家兔,构建肝脏纤维化模型,其中7只家兔在感染后60d开始给予PGE1(2.5μg.kg-1d-1)。至24wk透射电镜比较HSCs超微结构变化,免疫组织化学检测肝窦周围平滑肌肌动蛋白(alphasmoothmuscleactin,α-SMA)表达,RT-PCR分别检测HSCs活化表达Ⅰ型胶原前体α2(procollagenⅠα2)mRNA和PPARγmRNA表达水平。
结果:健康家兔肝脏高水平表达PPARγmRNA(OD.,18.53±5.27)。血吸虫病家兔肝脏纤维化形成过程中HSCs活化增加,收缩特性相关的α-SMA表达增强(强阳性视野数34),procollagenⅠα2mRNA表达增加(OD.,27.47±5.20),而PPARγmRNA表达水平明显降低。外源性PGE1可以抑制HSCs活化,显著降低α-SMA(强阳性视野数5)和procollagenⅠα2mRNA(OD.,13.16±7.86)表达(P<0.01);PGE1干预能促进PPARγmRNA水平上升(OD.,9.89±2.16),与对照组(OD.,3.45±1.21)比较,P<0.05。
结论:HSCs活化是血吸虫病家兔肝纤维化形成的重要环节。PGE1可以有效地抑制抑制HSCs活化,这种作用至少部分地是通过增强PPARγ表达实现的。
第三部分:前列腺素(PG)E1对细胞外基质代谢影响的实验研究
目的:探讨前列腺素E1对血吸虫病家兔肝脏细胞外基质(Extracellularmatrix,ECM)基因表达、成熟和降解的影响。
方法:血吸虫尾蚴皮肤敷贴法感染14只家兔,其中7只家兔于感染后60d开始静脉应用PGE1(2.5μg/kg·d-1)至24wk。RT-PCR方法检测肝组织Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原,MMP1、MMP13,TIMP1以及HSP47基因mRNA表达水平;苦味酸天狼星红染色,偏振光显微镜观察Ⅰ、Ⅲ型成熟胶原含量;免疫组织化学方法检测纤维连接素(Fibronectin,FN)表达。
结果:与健康家兔比较,血吸虫病家兔肝纤维化形成过程中Ⅰ、Ⅲ型胶原基因表达水平(OD.,3.92±3.66和3.17±0.32)和成熟纤维含量(面积比:49.25±9.71和9.66±3.59)均明显增加;FN表达水平增加10余倍(OD.,43.41±14.62,P<0.01);HSP47mRNA表达增加6倍(OD.,0.43±0.07,P<0.05)。MMP1(OD.,0.41±0.14)、MMP13(OD.,0.37±0.20),TIMP1(OD.,0.72±0.15)mRAN表达水平同向升高。外源性PGE1可以显著降低胶原Ⅰ、ⅢmRNA(OD.,5.79±1.26和5.34±1.08,与对照组比较P<0.01)和成熟纤维含量(面积比:13.38±4.24和6.23±8.92,与对照比较P<0.01);FN表达显著降低(OD.,4.19±3.26,与对照组比较,P<0.01)。PGE1可以显著抑制分子伴侣HSP47mRNA表达(OD.,0.12±0.02,与对照组比较,P<0.05)。PGE1在抑制TIMP1mRAN(OD.,0.28±0.13)表达的同时,刺激增强MMP1mRNA(OD.,0.94±0.25)、MMP13(OD.,0.87±0.38)mRNA表达(P<0.01)。
结论:PGE1可以通过下调Ⅰ、Ⅲ型胶原基因、HSP47基因表达水平,降低TIMP1基因并促进MMP1、MMP13基因表达,在基因表达、成熟和降解等多环节减少ECM沉积。
第四部分:前列腺素(PG)E1对细胞因子及其受体表达影响的实验研究
目的:探讨肝脏纤维化形成过程中细胞因子及其受体表达的变化,以及外源性前列腺素E1(PGE1)对其表达的影响。
方法:血吸虫尾蚴皮肤敷贴法感染家兔,构建14只肝脏纤维化模型,其中7只家兔在感染后60d开始给予PGE1(2.5μg/kg.d-1)至24wk。RT-PCR检测PDGF-BmRNA、TGF-β1mRNA,原位杂交方法标记IFN-γmRNA表达,免疫组织化学方法半定量了解TNF-α表达情况,同时westernblotting方法测定肝脏组织中PDGFR-β、TβR-Ⅰ表达水平。
结果:血吸虫病纤维化形成过程中,除纤维化保护性细胞因子IFN-γmRNA水平下降外,PDGFBmRNA(OD.,0.81±0.27),TGF-β1mRNA(OD.,0.77±0.14)及其相应受体PDGFR-β(OD.,0.46±0.07)、TβR-Ⅰ(OD.,0.63±0.28)蛋白水平均显著升高(P<0.01),TNF-α蛋白表达(阳性细胞数:52.31±16.18)亦增高明显。外源性PGE1治疗后PDGFBmRNA(OD.,0.39±0.15),TGF-β1mRNA(OD.,0.21±0.83)及其相应受体PDGFR-β(OD.,0.21±0.11)、TβR-Ⅰ(OD.,0.16±0.09)蛋白水平增高趋势都受到明显遏制(P<0.01),两种受体水平分别较对照组下降71.69%和74.60%。TNF-α蛋白表达(阳性细胞数:52.31±16.18)亦显著下降。而内源性IFN-γ积分光密度从0.05±0.01升高到0.82±0.04。
结论:PGE1可以有效地降低血吸虫病家兔肝脏促肝纤维化细胞因子PDGF-B、TGFβ1和受体PDGFR-β、TβR-Ⅰ表达以及TNF-α水平,而促进肝纤维化保护性细胞因子内源性IFN-γ水平上升。