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背景
肝纤维化是各种终末期肝脏疾病最常见的病态表现。大量研究已经证明,导致肝纤维化的主要原因是由于肝脏严重或长期反复肝损伤后伴随的组织微环境改变,激活了肝星状细胞,从而导致过量胶原纤维产生和沉积。
除细胞因子及活性氧升高外,病变肝组织同时伴随间质液静水压(IFP)升高(水肿)。近期研究发现,各种生物应力可以通过力学信号传导旁路,对组织细胞生长、表型活化、增殖/凋亡等具起重要调控作用,但间质静水压对肝星状细胞活化以及肝纤维化的影响,目前鲜有研究,相关机制尚不明确。
目的
从生物力学应力调控角度,探讨组织间质液静水压升高诱发肝纤维化的分子细胞机制。
方法
1.人肝星状细胞分为3组,实验组:施加恒定压力;抑制剂组:添加ROCK抑制剂;对照组:不施加压力。
2.利用光镜观察各组人肝星状细胞形态,计算细胞数及存活率。
3.利用聚合酶链式反应芯片(PCR Array)检测各组人肝星状细胞纤维化相关信使RNA(mRNA)水平。
4.实时定量荧光聚合酶链式反应(qPRC)检测各组人肝星状细胞Ras同源家族成员A(RhoA)、α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)mRNA水平。
5.利用免疫荧光染色检测人肝星状细胞α-SMA、rho相关的含卷曲螺旋蛋白激酶1(ROCK1)、rho相关的含卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK2)蛋白表达。
6.建立纤维化小鼠模型。模型组小鼠给予手术建立肝内高压模型,模型组小鼠随机平均分为IVCL组、ARB组(给予洛沙坦),对照组给予假手术处理,8周后处死小鼠收集样本。
7.测量小鼠肝/体重比,脾/体重比。
8.利用HE染色和Masson染色检测小鼠肝组织切片,进行胶原面积的分析。
9.利用免疫荧光染色方法检测各组小鼠肝脏α-SMA、ROCK1、ROCK2蛋白的表达。
结果
1.各组人肝星状细胞形状、大小、密度光镜下无明显差异。细胞数和存活率无明显差异。
2.人纤维化相关PCR芯片结果显示,与对照组相比,实验组中大部分促纤维化mRNA表达量升高,部分抗纤维化mRNA表达升高。
3.qRT-PCR结果显示,加压1h后,压力组的α-SMA、RhoA相对表达量明显增加;ROCK相对表达量无明显变化。加压12h后,加压组的α-SMA相对表达量明显增加;RhoA、ROCK无明显变化。
4.细胞荧光染色结果显示,抑制剂组和压力组α-SMA、ROCK1荧光强度较对照组增强,ROCK2荧光强度无明显变化,其中压力组变化更显著。
5.小鼠IVCL组和ARB组肝/体重比和脾/体重比较对照组增加,IVCL组变化更显著。
6.HE染色和Masson染色结果显示,IVCL组和ARB组小鼠肝脏可见炎症和纤维化表现,且IVCL组小鼠表现更显著。
7.小鼠肝脏切片荧光染色结果显示,IVCL组和ARB组α-SMA、ROCK1免疫荧光强度与对照组相比增强,ROCK荧光强度无明显变化,且I.VCL组的变化更大。
结论
1.间质液静水压升高通过RhoA/ROCK1通路激活肝星状细胞。
2.ROCK抑制剂通过抑制ROCK1活性,缓解肝纤维化程度。
3.血管紧张素受体拮抗剂通过降低间质液静水压和抑制血管紧张素受体/RhoA/ROCK1通路,减轻肝纤维化程度。
肝纤维化是各种终末期肝脏疾病最常见的病态表现。大量研究已经证明,导致肝纤维化的主要原因是由于肝脏严重或长期反复肝损伤后伴随的组织微环境改变,激活了肝星状细胞,从而导致过量胶原纤维产生和沉积。
除细胞因子及活性氧升高外,病变肝组织同时伴随间质液静水压(IFP)升高(水肿)。近期研究发现,各种生物应力可以通过力学信号传导旁路,对组织细胞生长、表型活化、增殖/凋亡等具起重要调控作用,但间质静水压对肝星状细胞活化以及肝纤维化的影响,目前鲜有研究,相关机制尚不明确。
目的
从生物力学应力调控角度,探讨组织间质液静水压升高诱发肝纤维化的分子细胞机制。
方法
1.人肝星状细胞分为3组,实验组:施加恒定压力;抑制剂组:添加ROCK抑制剂;对照组:不施加压力。
2.利用光镜观察各组人肝星状细胞形态,计算细胞数及存活率。
3.利用聚合酶链式反应芯片(PCR Array)检测各组人肝星状细胞纤维化相关信使RNA(mRNA)水平。
4.实时定量荧光聚合酶链式反应(qPRC)检测各组人肝星状细胞Ras同源家族成员A(RhoA)、α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)mRNA水平。
5.利用免疫荧光染色检测人肝星状细胞α-SMA、rho相关的含卷曲螺旋蛋白激酶1(ROCK1)、rho相关的含卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK2)蛋白表达。
6.建立纤维化小鼠模型。模型组小鼠给予手术建立肝内高压模型,模型组小鼠随机平均分为IVCL组、ARB组(给予洛沙坦),对照组给予假手术处理,8周后处死小鼠收集样本。
7.测量小鼠肝/体重比,脾/体重比。
8.利用HE染色和Masson染色检测小鼠肝组织切片,进行胶原面积的分析。
9.利用免疫荧光染色方法检测各组小鼠肝脏α-SMA、ROCK1、ROCK2蛋白的表达。
结果
1.各组人肝星状细胞形状、大小、密度光镜下无明显差异。细胞数和存活率无明显差异。
2.人纤维化相关PCR芯片结果显示,与对照组相比,实验组中大部分促纤维化mRNA表达量升高,部分抗纤维化mRNA表达升高。
3.qRT-PCR结果显示,加压1h后,压力组的α-SMA、RhoA相对表达量明显增加;ROCK相对表达量无明显变化。加压12h后,加压组的α-SMA相对表达量明显增加;RhoA、ROCK无明显变化。
4.细胞荧光染色结果显示,抑制剂组和压力组α-SMA、ROCK1荧光强度较对照组增强,ROCK2荧光强度无明显变化,其中压力组变化更显著。
5.小鼠IVCL组和ARB组肝/体重比和脾/体重比较对照组增加,IVCL组变化更显著。
6.HE染色和Masson染色结果显示,IVCL组和ARB组小鼠肝脏可见炎症和纤维化表现,且IVCL组小鼠表现更显著。
7.小鼠肝脏切片荧光染色结果显示,IVCL组和ARB组α-SMA、ROCK1免疫荧光强度与对照组相比增强,ROCK荧光强度无明显变化,且I.VCL组的变化更大。
结论
1.间质液静水压升高通过RhoA/ROCK1通路激活肝星状细胞。
2.ROCK抑制剂通过抑制ROCK1活性,缓解肝纤维化程度。
3.血管紧张素受体拮抗剂通过降低间质液静水压和抑制血管紧张素受体/RhoA/ROCK1通路,减轻肝纤维化程度。