蔡治方,彭慈軍,傲宇,兌丹華,蘭天罡
(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 肝膽胰外科,貴州 遵義 563000)
急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)是臨床中常見的急腹癥之一,其病理特征為胰腺間質(zhì)出現(xiàn)水腫、出血,腺泡細(xì)胞發(fā)生空泡變性、壞死或炎癥細(xì)胞大量浸潤[1]。AP因其臨床結(jié)局難以預(yù)料,嚴(yán)重威脅患者健康。清胰Ⅱ號是遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院經(jīng)典中藥方劑,盡管許多研究表明其對AP療效顯著,但是作用機(jī)制仍不完全明確[2]。為進(jìn)一步探討清胰Ⅱ號對AP的治療機(jī)制,本研究利用3%?;悄懰徕c經(jīng)膽胰管逆行注射復(fù)制AP大鼠模型,觀察清胰Ⅱ號灌胃對AP大鼠的胰腺保護(hù)作用及其機(jī)制。
36只清潔級SD大鼠購自第三軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心,許可證號:SCXK-(軍)201802154,雌雄不限制,體重210~265 g,平均(238±28)g。
清胰Ⅱ號(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院藥劑科自制),濃度250 mg/ml。
牛磺膽酸鈉(美國Sigma公司),大鼠腫瘤壞死因子 -α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)ELISA 試劑盒(上海齊一生物科技有限公司,QY-H10038),大鼠白細(xì)胞介素6(Interleukin 6, IL-6)ELISA 試劑盒(上海易匯生物科技有限公司,ab87933),大鼠白細(xì)胞介素1β(Interleukin 1β, IL-1β)ELISA試劑盒(上海江萊生物科技有限公司,AZ-003),iMARK 680通用酶標(biāo)儀(美國Bio-Rad公司),RIPA裂解液、BCA蛋白濃度測定、組織線粒體分離試劑盒購自上海碧云天生物公司,總RNA抽提試劑Trizol、dNTP、Oligo(dT)15、Taq DNA聚合酶、一抗、二抗購自上??迫A生物工程股份有限公司,組織活性氧(DHE-ROS)檢測試劑盒(上海貝博生物科技有限公司),引物設(shè)計由上海生工生物工程有限公司完成,TNF-α正向引物:5'-TTCTGTCTACTGAACTTC GGGGTGATCGGTCC-3',反向引物:5'-GTATGAGA TAGCAAATCGGCTGACGGTGTGGG-3';IL-6正向引物:5'-TCCAGTTGCCTTCTTGGGAC-3',反向引物:5'-GTGTAATTAAGCCTCCGACTTG-3';IL-1β 正向引物:5'-GAAAGACGGCACACCCACCCT-3',反向引物:5'-GCTCTGCTTGTGAGGTGCTGATGTA-3';GAPDH正向引物:5'-CATGACCACAGTCCATGCCATCAC-3',反向引物:5'-TGAGGTCCACCACCCTGTTGCTGT-3'。
根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法,將36只大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組和干預(yù)組,每組12只。所有大鼠術(shù)前禁食12 h,10%水合氯醛(0.33 ml/100 g)麻醉后,取上腹部正中切口進(jìn)入腹腔,假手術(shù)組大鼠開腹后僅翻動腸管,隨后關(guān)腹;模型組和干預(yù)組大鼠在顯露膽胰管后,采用小動脈夾暫時阻閉膽管,由十二指腸前壁斜行進(jìn)針經(jīng)乳頭部插入膽胰管后,勻速逆行向膽胰管內(nèi)注入3%?;悄懰徕c(0.1 ml/100 g),夾閉膽胰管進(jìn)入十二指腸的開口2 min,隨后松開小動脈夾,關(guān)腹。放入代謝籠自由飲水、禁食。
1.5.1 處理方法 模型復(fù)制后,干預(yù)組大鼠給予清胰Ⅱ號灌胃(1 ml/100 g),模型組和假手術(shù)組大鼠給予生理鹽水(1 ml/100 g)灌胃,各組灌胃6 h/次,連續(xù)4次。
1.5.2 TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白水平檢測 采用ELISA雙抗體夾心法檢測TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白水平。所有大鼠處理24 h后,沿原切口進(jìn)入腹腔,于下腔靜脈取血3~5 ml,迅速冰上3 000 r/min離心15 min,仔細(xì)收集上清液。采用TNF-α、IL-6、IL-1β ELISA試劑盒進(jìn)行檢測。方法如下:設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)孔10孔,加樣量均為50μl(根據(jù)不同試劑盒要求進(jìn)行稀釋濃度),同時設(shè)置不加樣品和酶標(biāo)試劑的空白對照孔,待測樣品孔中加入最終稀釋5倍的樣品,混勻后于37℃溫育30 min,隨后小心棄去液體,向每孔中加入洗滌液,靜置30 s后棄去液體,重復(fù)5次后,加入辣根過氧化物酶試劑50μl/孔,混勻后于37℃溫育30 min后洗滌,按順序加入顯色劑A、B各50μl/孔,震蕩混勻后避光顯色15 min,加入50μl終止液,于450 nm波長處測定光密度(OD)值,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白水平。
1.5.3 胰腺病理評分檢測 取胰腺組織約3 mm×3 mm×3 mm,10%甲醛固定3 h后脫水,透明、浸蠟、包埋,冷凍30 min后切片、攤烤片、脫蠟、蘇木精染色10 min,分化、復(fù)染、脫水、透明后封固,做病理學(xué)檢查,按改良的Schmidt標(biāo)準(zhǔn)法聯(lián)合Rongione法做胰腺病理評分,取3張非連續(xù)切片中3個隨機(jī)視野進(jìn)行病理評分,以各評分平均值作為最終胰腺病理評分。
1.5.4 TNF-α、IL-6、IL-1β mRNA水 平 檢 測采用RT-PCR檢測TNF-α、IL-6、IL-1β mRNA水平。取胰腺組織剪碎后冰上勻漿,在EP管中加入氯仿200μl于勻漿液中,震蕩混勻,4℃、12 000 r/min離心,取上層液加入等量異丙醇,混勻后繼續(xù)4℃、12 000 r/min離心,提取沉淀物。紫外分光光度計檢測純度。將上述引物各0.25μl加入5×buffer液5μl、Ex Taq 0.125μl、逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)液5μl,用滅菌三蒸水調(diào)至25.5μl。PCR擴(kuò)增條件:94℃變性1 min,65℃退火30 s,72℃延伸1 min,共35個循環(huán),72℃繼續(xù)延伸5 min。取產(chǎn)物5μl電泳,以GAPDH為參照,分析灰度值。
1.5.5 核因子κB(nuclear factor κB, NF-κB)核轉(zhuǎn)位水平檢測 采用SABC免疫組織化學(xué)法檢測NF-κB核轉(zhuǎn)位水平,取胰腺組織石蠟標(biāo)本進(jìn)行脫蠟、水化,以3%雙氧水去過氧化物酶封閉,加入抗NF-κB多克隆抗體(1∶100)、生物素化羊抗鼠IgG、SABC復(fù)合物,孵育后DAB染色、復(fù)染、封片。陰性對照以PBS代替一抗。每只大鼠選取5張切片,每張切片隨機(jī)選取2個高倍鏡視野觀察,以出現(xiàn)棕黃色顆粒為NF-κB陽性細(xì)胞。
1.5.6 胰腺組織活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)水平檢測 采用流式細(xì)胞術(shù)檢測胰腺組織ROS水平,剪取胰腺組織50 mg左右,PBS清洗后于冰上加入線粒體分離試劑A(100μl/10 mg)勻漿8~12次,4℃、3 000 r/min離心5 min,收集上清液后繼續(xù)4℃、3 000 r/min離心5 min,沉淀物即為線粒體,按1∶20加入勻漿介質(zhì),低溫勻漿10 min,收集上清液,加入DCFH-DA工作液1 mmol,混勻后37℃溫育30 min,流式細(xì)胞儀測定ROS水平。
1.5.7 Western blotting檢測 采用Western blotting檢測磷酸化c-Jun氨基末端激酶(phosphorylated c-Jun N-terminal kinase, p-JNK, p-JNK)和總c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)水平。取胰腺組織剪碎后勻漿,加入裂解液裂解約30 min后低溫離心,測定蛋白質(zhì)濃度,配置12%分離膠,取10μl樣品上樣,在80~120 V電壓下進(jìn)行電泳。轉(zhuǎn)膜后加入一抗,4℃過夜。加入二抗后,37℃搖床中孵育1.5 h,進(jìn)行發(fā)光顯影。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組比較用方差分析,進(jìn)一步兩兩比較用SNK-q檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組胰腺病理評分比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組胰腺病理評分低于模型組(P<0.05),模型組胰腺病理評分高于假手術(shù)組(P<0.05),說明模型復(fù)制成功,清胰Ⅱ號干預(yù)效果明顯,可以用于后續(xù)研究。見表1和圖1。
假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組胞漿NF-κB水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組胞漿NF-κB水平低于假手術(shù)組(P<0.05),但高于模型組(P<0.05)。假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組胞核NF-κB水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組胞核NF-κB水平高于假手術(shù)組(P<0.05),但低于模型組(P<0.05)。假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組NF-κB核轉(zhuǎn)位率比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組NF-κB核轉(zhuǎn)位率低于假手術(shù)組和模型組(P<0.05)。見表1。
假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組TNF-α蛋白和mRNA水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組TNF-α蛋白和mRNA水平低于模型組(P<0.05),但高于假手術(shù)組(P<0.05)。假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組IL-6蛋白和mRNA水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組IL-6蛋白和mRNA水平低于模型組(P<0.05),但高于假手術(shù)組(P<0.05)。假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組IL-1β蛋白和mRNA水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),干預(yù)組IL-6蛋白和mRNA水平低于模型組(P<0.05),但高于假手術(shù)組(P<0.05)。見表2。
表1 各組大鼠胰腺病理評分、NF-κB核轉(zhuǎn)位水平比較 (n =12,±s)
表1 各組大鼠胰腺病理評分、NF-κB核轉(zhuǎn)位水平比較 (n =12,±s)
組別 胰腺病理評分NF-κB核轉(zhuǎn)位水平胞漿NF-κB/(×102個) 胞核NF-κB/(×102個) NF-κB核轉(zhuǎn)位率/%假手術(shù)組 0.00±0.00 0.66±0.52 0.05±0.02 59.69±3.08模型組 13.17±0.72 0.42±0.05 0.20±0.02 33.37±3.53干預(yù)組 10.08±0.90 0.47±0.05 0.16±0.02 29.52±4.58 F值 1287.754 71.185 196.843 225.602 P值 0.000 0.000 0.000 0.000
圖1 各組大鼠胰腺組織病理切片圖 (HE×100)
表2 各組大鼠TNF-α、IL-6、IL-1β水平比較 (n =12,±s)
表2 各組大鼠TNF-α、IL-6、IL-1β水平比較 (n =12,±s)
組別TNF-α IL-6 IL-1β蛋白 mRNA 蛋白 mRNA 蛋白 mRNA假手術(shù)組 6.43±1.01 2.30±0.41 1.20±0.25 3.61±1.86 23.65±7.05 44.55±10.85模型組 25.57±8.43 38.06±14.66 5.81±1.74 27.85±10.22 59.16±14.90 67.44±10.59干預(yù)組 18.51±8.53 22.36±10.65 2.28±1.33 11.13±4.27 34.60±14.07 57.73±9.64 F值 23.275 35.223 43.163 43.932 25.349 14.711 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
假手術(shù)組、模型組、干預(yù)組ROS、p-JNK、JNK蛋白水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組ROS、p-JNK、JNK蛋白水平低于模型組(P<0.05),但高于假手術(shù)組(P<0.05)。見表3。
表3 各組大鼠ROS、p-JNK、JNK水平比較(n =12,±s)
表3 各組大鼠ROS、p-JNK、JNK水平比較(n =12,±s)
組別 ROS p-JNK JNK假手術(shù)組 11.64±6.42 6.41±2.85 7.04±3.39模型組 85.99±13.53 34.82±6.64 44.40±9.40干預(yù)組 41.85±11.38 13.89±4.23 18.04±9.31 F值 142.299 111.236 41.180 P值 0.000 0.000 0.000
目前,越來越多的研究表明,ROS導(dǎo)致的JNK信號通路激活在AP的炎癥反應(yīng)中扮演重要角色[3-4],而一系列炎癥因子如TNF-α、IL-6、IL-1β等是導(dǎo)致AP惡化的主要因素[5]。同時,課題組前期研究結(jié)果表明,清胰Ⅱ號對AP動物模型的療效較好[6-8],然而其是否通過抑制ROS/JNK通路導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)仍不清楚。因此,筆者在以往研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步觀察清胰Ⅱ號對AP大鼠的治療作用,并且對其可能的機(jī)制進(jìn)行探討。
研究結(jié)果顯示,假手術(shù)組胰腺病理評分低于干預(yù)組,干預(yù)組胰腺病理評分低于模型組,提示清胰Ⅱ號對AP大鼠胰腺具有一定的保護(hù)作用,與以往研究結(jié)果一致[2,6-8]。同時,本研究也發(fā)現(xiàn),模型組NF-κB核轉(zhuǎn)位率高于假手術(shù)組;干預(yù)組NF-κB核轉(zhuǎn)位率高于假手術(shù)組,但低于模型組。NF-κB在正常細(xì)胞中以無活性狀態(tài)存在于細(xì)胞漿,當(dāng)細(xì)胞受到特定刺激時,NF-κB迅速從細(xì)胞漿易位到細(xì)胞核,進(jìn)而調(diào)控炎癥級聯(lián)瀑布反應(yīng)相關(guān)酶等基因的表達(dá),在炎癥反應(yīng)中具有重要作用。由此可見,NF-κB必須發(fā)生核轉(zhuǎn)位才可以啟動下游炎癥細(xì)胞因子的表達(dá),因此本研究以NF-κB核轉(zhuǎn)位率評價其在AP大鼠中的活化。本研究結(jié)果顯示,當(dāng)大鼠發(fā)生AP時,NF-κB核轉(zhuǎn)位率增加,應(yīng)用清胰Ⅱ號干預(yù)后,NF-κB核轉(zhuǎn)位率得到明顯抑制。為探討其下游炎癥因子是否受到抑制,本實驗繼續(xù)觀察TNF-α、IL-6、IL-1β水平,結(jié)果顯示,模型組TNF-α、IL-6、IL-1β水平高于假手術(shù)組,干預(yù)組上述指標(biāo)高于假手術(shù)組,但低于模型組。這一結(jié)果與NF-κB核轉(zhuǎn)位率的變化互相印證,說明清胰Ⅱ號能夠通過抑制AP大鼠NF-κB核轉(zhuǎn)位率,進(jìn)而抑制其下游炎癥因子的表達(dá),最終起到保護(hù)胰腺的作用。
目前研究表明,ROS與JNK相互作用可導(dǎo)致細(xì)胞炎癥的發(fā)生、發(fā)展[3,9]。因此,本研究選取ROS/JNK作為機(jī)制研究的觀察目標(biāo)。結(jié)果顯示,模型組ROS、p-JNK、JNK水平高于假手術(shù)組,干預(yù)組上述指標(biāo)高于假手術(shù)組,但低于模型組。這提示清胰Ⅱ號可能通過抑制ROS、JNK,進(jìn)而減少細(xì)胞炎癥的發(fā)生。但由于ROS與JNK的作用關(guān)系較為復(fù)雜,在多數(shù)情況下,JNK接受上游ROS調(diào)控,ROS促進(jìn)LNK的激活[10]。但也有學(xué)者報道,ROS產(chǎn)生生物活性的前提是JNK的存在,或者需要JNK的活化[11-12]。目前關(guān)于兩者間的作用關(guān)系尚未達(dá)成一致,因此清胰Ⅱ號抑制AP大鼠ROS、JNK表達(dá)的具體機(jī)制還需要進(jìn)一步探索。
綜上所述,清胰Ⅱ號對AP大鼠的胰腺保護(hù)作用機(jī)制可能是通過下調(diào)NF-κB及ROS/JNK通路,降低TNF-α、IL-6、IL-1β的表達(dá)水平從而發(fā)揮作用,但由于NF-κB、ROS及JNK間存在復(fù)雜關(guān)系,對于清胰Ⅱ號治療AP的機(jī)制研究仍任重道遠(yuǎn)。