陳埏芳, 鐘 健, 湯紹輝, 陳昭琳, 吳小娟, 胡建軍, 勞學軍
門靜脈高壓癥(portal hypertension,PHT)是肝硬化失代償期的主要臨床表現(xiàn)之一,包括側(cè)支循環(huán)的建立和開放、腹水和脾大。食道靜脈曲張、破裂出血是肝硬化患者死亡的重要原因之一,其主要預防措施是降低門靜脈壓力(portal pressure,PP)[1]。目前臨床上常用的降低門靜脈壓力、預防食道靜脈叢出血的藥物是普萘洛爾,但只有不到50%患者獲得較滿意的療效;加之應用普萘洛爾后,肝臟血液灌注減少,可能使肝功能損害加重,故限制了其臨床應用[2]。因此,探索新的降低門靜脈壓力的藥物已成為當前的研究熱點。
近年來,一些動物實驗[3-4]和臨床研究[2,5]顯示,他汀類藥物可改善硬化肝臟的竇內(nèi)皮功能障礙,降低肝內(nèi)血管阻力,進而降低門靜脈壓力,改善肝臟灌注。其機制與改變RhoA/Rho激酶和PI3K/Akt信號通路活性,增加肝臟內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)的表達水平和提高其活性,使一氧化氮(nitric oxide,NO)釋放增加相關(guān)。既往有研究顯示,辛伐他汀可以抑制p38 MAPK信號通路,提高臍靜脈內(nèi)皮細胞eNOS的表達水平[6]。提示辛伐他汀增加肝硬化肝臟組織NO釋放可能是通過改變p38 MAPK信號通路活性,目前國內(nèi)外尚未見相關(guān)研究報道。鑒于此,本研究擬構(gòu)建大鼠肝硬化門靜脈高壓癥模型,探討辛伐他汀降低肝硬化門靜脈壓力的機制是否有p38 MAPK信號通路的參與,為其臨床應用提供更充實的實驗依據(jù)。
辛伐他汀(舒降之)購于杭州默沙東制藥有限公司,四氯化碳(分析純)購于天津化學試劑公司,抗p38 MAPK、抗磷酸化p38 MAPK、抗eNOS和抗磷酸化eNOS抗體購于Cell Signaling Technology,抗β-actin抗體購于 Abcam,p38 MAPK特異性抑制劑SB203580購于Calbiochem。
2.1 肝硬化門靜脈高壓癥大鼠模型的制備 雄性SD大鼠57只,正常飼養(yǎng)至體重達250~280 g,隨機取11只大鼠作為正常對照,普通飲食;余46只采用四氯化碳復合因素改良法[7]制作大鼠肝硬化PHT模型。即前2周喂養(yǎng)含79.5%玉米面、20%豬油、0.5%膽固醇的高脂飼料,10%乙醇為其唯一飲料;從第3周起改為喂養(yǎng)含99.5%玉米面、0.5%膽固醇的飼料,第4周后乙醇濃度提高至15%,直至造模結(jié)束。四氯化碳給藥采取皮下多點注射法,造模第1 d首次按每100g體重皮下注射60%四氯化碳0.5 mL,之后每隔3 d按每100 g體重皮下注射40%四氯化碳0.3 mL。第6周起給藥間隔時間延長至7 d,劑量改為2 mL/kg,造模時間持續(xù)8周后模型形成。
2.2 肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠實驗干預 (1)實驗分為3組:辛伐他汀治療組11只,p38 MAPK抑制劑SB203580處理組10只,模型組10只;另設正常對照組8只(給予普通飲食)。(2)干預方法為:辛伐他汀組給予辛伐他汀 20 mg/kg,每天1次灌胃;SB203580組給予SB203580 1 mg/kg,每天1次灌胃;模型組給予等量蒸餾水灌胃。此外這3組繼續(xù)給予造模飲食,共4周。
2.3 實驗指標檢測
2.3.1 大鼠血流動力學檢測 造模及干預實驗結(jié)束,大鼠禁食12 h,不禁飲水,右頸動脈插管測量平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP),門靜脈插管測量PP。MAP和PP采用BL-410生物機能系統(tǒng)測量并記錄。
2.3.2 大鼠肝功能檢測 測壓完后立即從門靜脈采血,以2 000 r/min的速度離心20 min后取血清,-20℃貯存,檢測大鼠血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase,AST)、總膽紅素(total bil-irubin,TBIL)、白蛋白(albumin,ALB)等肝功能指標。
2.3.3 大鼠肝臟組織學檢測 取肝右葉組織,經(jīng)10%甲醛固定,脫水,常規(guī)石蠟包埋,切片,4 μm厚度。采用HE染色檢測大鼠肝臟組織學改變。
2.3.4 Western blotting 檢測 p38 MAPK、磷酸化 p38 MAPK、eNOS及磷酸化eNOS蛋白表達變化 取液氮保存的大鼠肝臟組織100 mg,加入蛋白裂解液,制備組織總蛋白。測定蛋白濃度后,行SDS-PAGE電泳,轉(zhuǎn)硝酸纖維素膜,用脫脂奶粉封閉。加入稀釋的Ⅰ抗(抗p38 MAPK、抗磷酸化 p38 MAPK、抗 eNOS、抗磷酸化eNOS及抗β-actin)和辣根過氧化物酶標記的Ⅱ抗,增強化學發(fā)光顯影,凝膠成像系統(tǒng)掃描定量,分別計算各目標蛋白與β-actin的吸光度比值。
2.3.5 大鼠肝臟NO含量檢測 取100 mg液氮保存的大鼠肝臟組織制備成組織勻漿,采用Griess重氮化反應方法測定NO含量,按照試劑盒說明操作。
計量資料用均數(shù)±標準差(mean±SD)表示,用SPSS 13.0進行ANOVA或獨立樣本t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
造模至第8周末,隨機抽取3只正常及3只模型大鼠進行開腹測壓,模型大鼠門靜脈壓力[(17.30±1.11)cmH2O]明顯高于正常大鼠門靜脈壓力[(8.20 ±1.10)cmH2O](P <0.01),與 Trebicka等[4]報道相似,表明門靜脈高壓癥形成。正常大鼠肝臟外觀色澤紅潤,表面光滑,無黏連,見圖1A;模型大鼠肝臟大體觀色澤暗,表面油膩、欠光滑,有黏連,部分肝緣變鈍或呈鋸齒狀,見圖1B。上述結(jié)果表明造模成功。
Figure 1.Hepatic morphology of normal control(A)and model(B)rats圖1 正常對照組和模型組大鼠肝臟大體形態(tài)
2.1 血流動力學檢測結(jié)果 干預結(jié)束,測壓結(jié)果顯示,辛伐他汀治療組及SB203580處理組PP均明顯低于模型對照組(P<0.01),辛伐他汀治療組PP也明顯低于SB203580處理組(P<0.01)。上述3組間MAP比較無顯著差異(P>0.05),見表1。
表1 辛伐他汀對肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠血流動力學的影響Table 1.Effect of simvastatin on hemodynamics in rats with cirrhosis and portal hypertension(mean±SD)
2.2 肝功能檢測結(jié)果 辛伐他汀治療組、SB203580處理組及模型組ALT、AST和TBIL水平均明顯高于正常對照組(P<0.01),而ALB水平均明顯低于正常對照組(P<0.01)。辛伐他汀治療組、SB203580處理組及模型組3組之間ALT、AST、TBIL及ALB水平無明顯差異(P>0.05),見表2。
表2 辛伐他汀對肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠肝功能的影響Table 2.Effect of simvastatin on liver function in rats with cirrhosis and portal hypertension(mean±SD)
2.3 肝臟組織學改變 正常對照組大鼠肝小葉結(jié)構(gòu)正常,肝竇形態(tài)正常(圖2A)。模型組(圖2B)大鼠肝細胞脂肪變性明顯,大量纖維增生形成假小葉,假小葉內(nèi)肝細胞排列紊亂,中央靜脈缺如,肝竇形態(tài)失常,纖維間隔內(nèi)有大量炎癥細胞浸潤。辛伐他汀治療組(圖2C)及SB203580處理組(圖2D)大鼠肝臟組織學外觀與模型對照組相比,除肝細胞脂肪變性減輕外,其余表現(xiàn)與模型對照組相似。
Figure 2.Histological changes of rat hepatic tissues(HE staining,× 200).A:normal control group;B:model group;C:simvastatin treatment group;D:SB203580 treatment group.圖2 各組大鼠肝臟組織學變化
2.4 Western blotting結(jié)果 與正常大鼠相比,模型組大鼠肝臟總p38 MAPK及總eNOS蛋白表達水平無明顯變化(P>0.05),而磷酸化p38 MAPK蛋白及磷酸化eNOS蛋白表達水平分別增高與降低(P<0.01)。與模型組比較,辛伐他汀治療組大鼠肝臟總p38 MAPK蛋白表達水平無明顯變化(P>0.05),總eNOS蛋白表達水平增高(P<0.01),而磷酸化p38 MAPK蛋白及磷酸化eNOS蛋白表達水平分別降低與增高(P<0.01);SB203580處理組大鼠肝臟總p38 MAPK蛋白及總eNOS蛋白表達水平無明顯變化(P>0.05),而磷酸化p38 MAPK蛋白及磷酸化eNOS蛋白表達水平分別降低與增高(P<0.01),但磷酸化eNOS蛋白表達水平增高的程度低于辛伐他汀治療組(P <0.01),見圖3。
2.5 大鼠肝臟NO含量檢測結(jié)果 辛伐他汀治療組[(15.73 ±1.59)μmol/(g protein)]及 SB203580處理組[(13.98 ±1.27)μmol/(g protein)]肝臟組織NO含量明顯高于模型組[(9.81±1.12)μmol/(g protein)](P<0.01),辛伐他汀治療組也高于SB203580處理組(P<0.01),但上述3組NO含量均低于正常對照組[(18.70 ±1.85)μmol/(g protein)](P <0.01)。
Figure 3.Western blotting analysis of total p38 MAPK,p-p38 MAPK,total eNOS,and p-eNOS protein expression in hepatic tissues of rats.Mean ± SD.n=8 ~ 11.**P <0.01 vs normal control;##P <0.01 vs model;△△P <0.01 vs SB203580.圖3 4組大鼠肝臟Western blotting分析結(jié)果
他汀類藥物是3-羥-3-甲基戊二酸單酰輔酶A(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A,HMG-CoA)還原酶抑制劑,可以阻斷HMG-CoA轉(zhuǎn)變?yōu)榧琢u戊酸,從而顯著減少膽固醇的合成,是目前臨床上廣泛使用的降脂藥。近年來研究發(fā)現(xiàn),他汀類藥物還有多種非降脂作用。Zafra等[5]用辛伐他汀治療肝硬化患者,發(fā)現(xiàn)它能夠增加肝臟內(nèi)NO釋放,降低肝內(nèi)血管阻力。Trebicka等[4]研究顯示,阿托伐他汀可降低肝硬化大鼠肝內(nèi)血管阻力,從而降低門靜脈壓力,而且不影響平均動脈壓。最近,Abraldes等[2]報道了一項隨機、雙盲、安慰劑對照臨床研究,以評價連續(xù)應用(1個月)辛伐他汀對肝硬化門靜脈高壓癥患者肝靜脈壓力梯度(hepatic venous pressure gradient,HVPG)的影響及其安全性,結(jié)果顯示,辛伐他汀可顯著降低HVPG及改善肝臟灌注,且對全身血流動力學無明顯影響,其不良事件的發(fā)生頻率與安慰劑組相似,表明辛伐他汀確實可降低肝硬化患者的門靜脈壓力。
研究顯示,他汀類藥物降低肝硬化門靜脈壓力的機制涉及以下方面:肝硬化時,肝臟RhoA/Rho激酶信號通路活化,引起eNOS抑制,使肝內(nèi)NO產(chǎn)生減少;他汀類藥物是HMG-CoA還原酶抑制劑,可抑制膽固醇及其生物合成過程中的中間代謝產(chǎn)物類異戊二烯的合成,后者是引起小分子單體 G蛋白(RhoA、Ras、Rac等)激活的關(guān)鍵分子。這樣,他汀類藥物可通過抑制類異戊二烯的合成而顯著降低RhoA/Rho激酶信號通路的活性,引起肝內(nèi) eNOS mRNA及蛋白表達水平上調(diào)[4];另一方面,RhoA/Rho激酶信號通路活性的抑制可激活PI3K/Akt通路,引起eNOS磷酸化而上調(diào)其活性[8]。因此,他汀類藥物可通過提高eNOS的表達水平及上調(diào)其活性2個方面增加肝臟NO釋放。但他汀類藥物增加肝硬化肝內(nèi)NO產(chǎn)量是否還涉及其它信號通路如p38 MAPK通路活性的改變,目前尚不清楚。
在本研究中,我們采用四氯化碳復合因素法構(gòu)建大鼠肝硬化門靜脈高壓癥模型,造模成功后給予辛伐他汀干預處理,干預結(jié)束,我們?nèi)〉昧艘幌盗袑嶒灲Y(jié)果。第一,與正常大鼠相比,肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠肝臟p38 MAPK信號通路發(fā)生了活化,這與 Deng 等[9]及 Tsukada等[10]的研究結(jié)果相似,他們發(fā)現(xiàn)p38 MAPK信號通路活化參與了肝纖維形成。第二,辛伐他汀及 p38 MAPK特異性抑制劑SB203580均可明顯降低肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠PP,且辛伐他汀的降壓作用強于SB203580,對全身血流動力學無影響,這提示辛伐他汀降低肝硬化門靜脈壓力的機制除了與前述的RhoA/Rho激酶及PI3K/Akt通路活性改變相關(guān)外[4,8],還可能涉及 p38 MAPK通路活性的抑制。第三,辛伐他汀及SB203580均可明顯降低肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠肝臟p38 MAPK通路活性,上調(diào)eNOS蛋白活性,增加肝臟內(nèi)NO產(chǎn)生,且辛伐他汀的作用強于SB203580,進一步提示辛伐他汀增加肝硬化大鼠肝臟NO的產(chǎn)量可能涉及多條信號通路活性的改變,其中包括p38 MAPK信號通路活性的抑制。第四,辛伐他汀及SB203580處理對肝硬化門靜脈高壓癥模型大鼠血清ALT、白蛋白等肝功能指標及肝臟組織學改變無明顯改善作用,此結(jié)果與Abraldes等[2]及Trebicka等[4]的報道相似。
總之,本研究提示,p38 MAPK信號通路活化參與了肝硬化模型大鼠門靜脈高壓癥的形成,辛伐他汀可降低其門靜脈壓力,其機制可能還涉及 p38 MAPK信號通路活性的抑制,進而上調(diào)eNOS活性,使肝臟NO產(chǎn)生增加,從而引起大鼠門靜脈壓力降低。
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