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1.研究背景:
临床上许多危重患者由于不能从胃肠道摄取充足的营养而导致营养不良,从而影响对疾病的治疗,而全胃肠外营养(Total Parenteral Nutrition,TPN)作为现代医学的一项新成就,集治疗、营养、药理、药剂、代谢调理和内分泌学为一体,应用于危重患者和无口服功能者,对外科和内科等多种疾病给予营养支持,使这些疾病的治疗取得了进展。但随着TPN临床应用范围的扩大,并发症也日益增多,尤其是长期应用者更容易发生。肝损害就是应用TPN常见的并发症之一。国外报道长期TPN引起的肝功能损害发生率高达84%。病理生理上,肝损害在成人主要表现为脂肪变性,而在新生儿主要表现为胆汁淤积。国内也提到了全胃肠外营养致肝损伤包括:肝功能异常、肝脂肪变性、胆汁淤积、慢性肝病等4个主要的方面。TPN期间,胆汁流动下降已为多项研究所证实。对于其发病机制,目前研究说法不一,但并非单一因素所致。有研究认为与禁食时间、营养成分及其比例等因素有关,如禁食导致肠液、胆汁、胰液分泌异常,缩胆素分泌减少,营养成分的高糖和高蛋白对肝脏不利等。另有研究表明氧化损伤及肝细胞调亡均与TPN肝损害有关。近几年来国外学者对此项研究又做了更深一步的探讨,如Tazuke Y等从肝细胞分裂周期及肝脏P-糖蛋白的变化等方面来研究TPN致肝损害。纵观国内外研究资料,尚无从相关蛋白质组学方面进行研究的。如何更好地发现并防止TPN对机体的损害,到目前为止,还有待于进一步的动物实验及临床研究。
丹参作为临床常用的药物之一,含有多种药理活性成分,具有广泛而复杂的药理作用,在治疗肝脏疾病方面具有很大潜力。大量临床和药理学实验表明,丹参对肝脏具有抗肝纤维化,提高供体肝脏的保存效果,消除肝细胞氧自由基,减轻肝脏冷热缺血再灌注后的损害,减轻肝细胞脂肪变性和坏死,促进残肝再生,防治肝癌转移复发以及影响肝硬化门静脉高压血流动力学等作用。动物实验研究证实,丹参通过抗氧化和调控凋亡相关基因的表达而达到对抗TPN所致肝损害的作用。丹参用于临床TPN致肝损伤的防治具有重要的意义,其作用机制仍有待深入研究。
蛋白质组学作为后基因时代的产物,在生命科学研究中越来越体现出其重要性和优越性。疾病的外在表现以其相应的内在物质改变为基础,而这种物质的执行者就是蛋白质。一个或者多个蛋白质,或是结构的变化,或表达量的改变,才导致疾病的发生、发展和转归。通过蛋白质组的研究,比较不同状态的蛋白质表达图谱,从蛋白质量和结构变化两方面来观察其功能变化,从而了解机体内部复杂的生理、病理过程。现在蛋白质组学研究已经广泛运用于疾病的早期诊断、治疗;寻找疾病的特异蛋白质标记物;探讨某些重大疾病的产生过程和机制等。总之,蛋白质组学研究是直接从蛋白质着手来探讨疾病发生过程中蛋白质种类及数量的变化,而蛋白质是广泛参与细胞的功能与调节并决定细胞、组织和器官的基本单位。这与丹参对肝脏作用的多靶点性是密切相联的。因此,它为肝脏疾病分子机制的研究提供了一个可行的方法,有利于阐明疾病的发病机理并提供新的治疗靶点。
2.研究目的:
随着TPN在临床上的广泛应用,在发挥它积极作用的同时,它的副作用也引起了人们的关注。TPN在临床上导致的肝损伤主要包括:肝功能异常、肝脂肪变性、胆汁淤积、慢性肝病等4个主要的方面。本研究以临床需要TPN的急性胰腺炎患者为研究对象,研究丹参在TPN致肝损伤中的作用,同时运用蛋白质组学方法,期待能从机体功能执行者——蛋白质的角度,通过对比给予TPN、丹参治疗后血清中蛋白质,综合有表达差异的蛋白质,寻找与丹参防治TPN致肝损害相关的蛋白质组群,并对其中某些蛋白质进行功能研究,从蛋白质组的角度探讨中药丹参发挥保护作用的机理所在。为更好的防治TPN副作用的发生以及发挥中医中药在临床中的重要作用打下良好的理论基础。
3.研究方法:
本研究以临床需要TPN的急性胰腺炎患者为研究对象,建立纳入标准,筛选出进行实验研究的临床病例。筛选出的28例AP患者,随机分为对照组(B)和治疗组(C)各14例。在AP常规治疗基础上,对照组给予静脉置管全胃肠外营养,治疗组在全胃肠外营养的基础上给予注射用丹参粉针400mg(哈药集团中药二厂批准文号:210970093加入5%GS250ml中静脉滴注,1次/日)。均在TPN或(TPN+丹参)后采取全血。观测临床肝功(ALT、AST、TBiL、DBiL、ALP)指标,研究丹参在TPN致肝损害中的作用。
收集的全血经低温分离,分离后的血清用2D-Quant Kit蛋白定量试剂盒进行蛋白定量。定量后采用双向电泳技术分离血清蛋白,一向采用IPG3-10L、24cm胶条进行水平的等电聚焦,二向进行SDS-PAGE垂直电泳。电泳结束后用采用胶体银染技术,利用Umax PowerLook 1100投射扫描仪采集图像。采用Bio-Rad二维图谱分析软件PDQuest 8.0进行图像分析,软件自动给出差异表达蛋白质点的数据信息。切取部分差异明显的蛋白点送香港大学基因研究中心进行鉴定,获得肽质量指纹图谱,采用Swissprot软件在数据库中进行检索,鉴定差异蛋白。考虑到临床影响因素较多,故最后加以动物实验研究TPN对肝脏的损害作用及丹参在其中的作用。
动物实验中24只SD雄性大鼠随机分为3组,每组8只,分别为正常组、TPN组、TPN+丹参组。正常组自由进食饮水;TPN组给予全胃肠外营养,禁食禁水;TPN+丹参组在TPN基础上给予丹参注射液治疗(0.2ml/kg)。三组均进行实验7d。实验结束时采血标本,用自动生化分析仪测肝功能。
4.结果:
(1) 通过对临床病例的筛选,选出了28例符合入选标准的病例。
(2) 短期的TPN治疗也会导致轻度的肝损伤,以ALT和ALP升高为主,而给予丹参则会减轻肝损伤。
(3) 获得了较为满意的血清蛋白质组2-DE凝胶电泳图像。TPN及丹参均能干预TPN肝损害血清蛋白质表达谱。
(4) 部分差异蛋白点的鉴定。对所获得的部分差异蛋白点进行质谱分析,分析后获得肽质量指纹图谱,再经Swissprot搜索数据库成功鉴定出其中5个蛋白质,它们分别为血清白蛋白前体(Serum albumin precursor)、接联球蛋白(Haptoglobin precursor)、免疫球蛋白κ链C区(Ig kappa chain C region)、补体C4-B前体(Complement C4-B precursor)和血清铁传递蛋白前体(Serotransferrin precursor)。
(5) 动物实验表明,全胃肠外营养可对肝功造成一定的损害,而丹参对这种损害有一定的保护作用,与正常对照组比较,TPN组ALT、AST、TBiL、DBiL、r-GT、ALP均有显著性差异(P<0.01)。与TPN组比较,TPN+丹参组ALT、DBiL、r-GT、ALP有显著性差异(P<0.05),而AST、TBiL无显著性差异。
5.结论:
本研究首次运用蛋白质组学的方法,对丹参在全胃肠外营养致肝损害中的作用进行研究。通过建立纳入标准,筛选出进行实验研究的临床病例,观测临床肝功指标,研究丹参对TPN致肝损害的作用。采用2-DE联合质谱鉴定技术,对分离后的血清进行分析,分离并鉴定出差异表达的蛋白质。这些蛋白质功能主要涉及营养物质代谢、免疫等方面,表明全胃肠外营养导致的肝损害和其组成成分的作用是有很大关联的。
通过本次研究发现:
1、短期的TPN治疗也会导致轻度的肝损伤,以ALT和ALP升高为主,而给予丹参则会减轻肝损伤。
2、TPN及丹参均能干预TPN肝损害血清蛋白质表达谱。丹参可能通过下调血清铁传递蛋白前体和上调免疫球蛋白κ链C区和补体C4-B前体来参与防治TPN对肝脏的损害。
3、动物实验表明TPN确实能导致肝功损害,而丹参对此损害有一定的保护作用。通过对TPN肝损害蛋白质组差异表达的研究,从理论、动物实验的角度为其实质的深入研究提供了借鉴。