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目的:建立大鼠肝脏热缺血再灌注损伤模型,应用HO-1的特异性诱导剂钻原卟啉(CoPP)和抑制剂锌原卟啉(ZnPP)对实验动物进行预处理,探讨HO-1对大鼠肝脏缺血再灌注(IR)细胞凋亡及其相关基因的影响,为选用有效的预处理方法、抑制细胞凋亡、减轻肝脏缺血再灌注损伤(Hepatic Ischemic-Reperfusion Injury, HIRI)提供理论基础。方法:1.采用Nauta RJ介绍的方法操作,建立70%肝脏缺血再灌注损伤模型。2.SPF级健康成年雄性SD大鼠,体重220-250g,被随机分为四组:①假手术组(S组):术前不给于注射试剂,开腹后仅游离肝周韧带然后关腹;②缺血再灌注组(Ⅰ组):术前不给于注射试剂,开腹显露第一肝门部,夹闭肝中叶和左叶的肝动脉、门静脉,造成70%干缺血模型,钳夹60min后,恢复入肝血流;③钴原卟啉处理组(C组):术前24小时腹腔注射HO-1诱导剂CoPP,进行缺血再灌注;④锌原卟啉处理组(Z组):术前24小时腹腔注射HO-1诱导剂ZnPP,进行缺血再灌注。3.指标的测定:于肝脏缺血再灌注、门静脉复流后24h将大鼠处死,抽取下腔静脉血5m1及获取新鲜肝脏组织,检测血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)浓度评价肝功能及病理学改变情况;流式细胞学方法检测肝细胞凋亡率;TUNEL法检测大鼠肝细胞凋亡情况;Western blot方法检测Bcl-2、Bcl-xl、 Caspase-3、NF-κB、p-IκBa的表达情况。结果:1.共成功实行大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型36例,肝脏部分缺血时间为60min。2.血清ALT和AST水平:I组、C组和Z组血清ALT和AST高于S组(p<0.05);C组血清ALT和AST低于I组和Z组(p<0.05);Z组血清ALT和AST高于I组(p<0.05),其差异有统计学意义。3.肝组织学检查:S组肝小叶结构完整,肝细胞及汇管区结构正常;I组,肝小叶中央静脉和肝血窦淤血明显,肝细胞广泛水肿,不同程度空泡样变性,部分肝细胞灶状坏死,嗜酸性增加;Z组,肝小叶结构紊乱,肝细胞胞浆疏松,部分成气球样变与嗜酸性坏死,门静脉周围有大量炎性细胞浸润,病变较I组重;而C组,肝小叶结构基本完整,肝细胞及汇管区基本正常,仅少数肝细胞轻度水肿。4.肝细胞凋亡检查:(1) TUNEL检测肝细胞凋亡:于再灌注后24h,S组可见少量肝细胞核被染成棕黄色;I组可见大量肝细胞核被染成棕黄色;与I组相比,C组细胞核被黄染的肝细胞数量减少,颜色变淡;Z组被黄染的肝细胞数量增多,颜色加深。(2)流式细胞学方法检测肝细胞凋亡结果:I组、C组和Z组的大鼠肝脏组织细胞凋亡坏死率与S组相比明显增加(P<0.05);其中I组的大鼠肝脏组织细胞凋亡坏死率明显高于C组(P<0.05);Z组大鼠肝脏组织细胞凋亡坏死率明显高于I组(P<0.05)。5. Western Blotting检测Caspase-3、p-IκBa及NF-κB蛋白表达水平:(1)I组和Z组Caspase-3、p-IκBa及NF-κB蛋白表达水平高于S组(p<0.05);C组Caspase-3及NF-κB蛋白表达水平低于S组、I组和Z组(p<0.05);C组p-IκBa蛋白表达水平低于I组和Z,高于S组(p<0.05);Z组Caspase-3、 p-IκBa及NF-κB蛋白表达水平高于I组(p<0.05),其差异有统计学意义。(2)S组和C组Bcl-2、Bcl-xl蛋白表达水平高于I组(p<0.05);Z组Bcl-2、Bcl-xl蛋白表达水平低于I组(p<0.05);C组Bcl-2、Bcl-xl蛋白表达水平高于S组(p<0.05),其差异有统计学意义。结论:1.大鼠肝脏部分缺血再灌注损伤模型是一种稳定、可靠、简便的模型,可操作性强。2.采用再灌注前使用ZoPP进行预处理,在肝脏缺血再灌注损伤后,引起其胞内衔接蛋白Caspase-3表达明显升高,而采用再灌注前使用CoPP进行预处理后,Caspase-3表达明显减低,提示HO-1抑制肝脏缺血再灌注损伤中细胞凋亡的途径可能与Caspase-3有关。3.采用再灌注前使用ZoPP进行预处理,在肝脏缺血再灌注损伤后,基因Bcl-2、 Bcl-xl表达明显减低;而采用再灌注前使用CoPP进行预处理后,基因Bcl-2、 Bcl-xl表达明显升高。提示HO-1系统可能通过上调Bcl-2、Bcl-xl的表达来抑制细胞凋亡,从而减轻大鼠肝脏缺血再灌注损伤。4.在肝脏缺血再灌注中IκB激酶被激活,从而导致IκB蛋白磷酸化(p-IκBa), NF-κB二聚体得到释放,在细胞核里,它与目的基因结合,以促进目的基因转录。并引起炎症因子的表达增加,抗炎因子HO-1表达降低;而采用在灌注前使用CoPP进行预处理抑制IκB激酶激活后,NF-κB结合活性明显降低,炎症因子的表达减少,抗炎因子HO-1表达增加;说明HO-1可抑制IκB激酶激活,进一步通过抑制NF-κB的激活来上调抗炎因子HO-1及下调炎症因子的表达。5. CoPP诱导的HO-1高表达可以抑制肝脏缺血再灌注损伤后细胞坏死,从而减轻肝脏再灌注损伤,可能与抑制细胞凋亡有关。