实验研究
LP17多肽对小鼠肠缺血再灌注损伤影响
中华解剖与临床杂志, 2014,19(4) : 320-323. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2014.04.015
摘要
目的

探讨LP17多肽对小鼠肠缺血再灌注(IIR)损伤影响。

方法

将36只小鼠按数字表法随机分为假手术组(S组)、IIR组(I/R组)、IIR+LP17对照肽治疗组(C1组)、IIR+LP17治疗组(C2组),每组9只。肠系膜上动脉夹闭20 min制作小鼠IIR模型,于再灌注前5 min将药物注入小鼠腹腔,24 h后处死小鼠,检测血清中可溶性髓样细胞触发受体-1(sTREM-1)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的浓度,观察肠黏膜损伤程度,免疫组化法检测肝脏细胞的核因子-κB(NF-κB)的表达情况。

结果

血清sTREM-1、血清TNF-α和肝脏细胞NF-κB在I/R组和C1组升高,分别为(1 686.34±55.98)pg/ml、(121.81±8.01)pg/ml、(3.36±0.62)表达和(1 643.73±65.45)pg/ml、(119.88±8.05)pg/ml、(3.21±0.94)分;在C2组降低,分别为(944.58±39.75)pg/ml、(65.92±4.91)pg/ml和(0.92±0.55)分,与I/R组和C1组比较,差异均有统计学意义(P值均<0.01)。光镜下S组小鼠小肠黏膜基本正常;I/R组和C1组绒毛破坏较重,绒毛坏死明显,黏膜下水肿、炎性细胞浸润更加明显,肠壁各层均变薄;C2组肠绒毛损伤明显减轻,其肠黏膜损伤评分与其他各组比较,差异均有统计学意义(P值均<0.01)。

结论

LP17多肽通过调节TREM-1的信号转导通路,减轻NF-κB和TNF-α过度激活所致炎症反应,减轻IIR引起的肠黏膜及远隔脏器的损伤。

引用本文: 孙学童, 季涛, 张宗兵, 等.  LP17多肽对小鼠肠缺血再灌注损伤影响 [J] . 中华解剖与临床杂志, 2014, 19(4) : 320-323. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2014.04.015.
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肠缺血再灌注(intestinal ischemia-reperfusion, IIR)损伤是外科常见的组织器官损伤,是严重创伤、休克、感染等发生以及治疗过程中重要的病理生理过程。髓样细胞触发受体-1(triggering receptor expressed on myeloid cells,TREM-1)参与急性炎症反应,是炎症信号通路中的一个关键性的放大器[1]。LP17多肽是TREM-1的拮抗肽[2,3]。本实验应用LP17多肽研究其能否调节TREM-1的炎症信号通路,减轻肠黏膜屏障的损伤,为治疗IIR损伤提供实验依据。

1 材料与方法
1.1 主要材料与设备
1.1.1 实验动物

健康清洁级雄性昆明小鼠(蚌埠医学院动物实验中心提供)36只,体质量18~22 g。

1.1.2 主要仪器试剂

戊巴比妥钠(武汉金诺化工有限公司),LP17多肽及LP17对照肽(上海生工生物工程有限公司),鼠抗人单克隆核因子-κB(NF-κB)抗体(Sant Cruz公司,USA),即用型非生物素免疫组化ElivisionTM plus免疫组化试剂盒(福州迈新生物技术开发有限公司,产品编号KIT-9901),DAB显色试剂盒(福州迈新生物技术开发有限公司,产品编号DAB-0031),多功能酶标仪(美国BioTek公司)。

1.2 动物分组和模型制备

将36只健康清洁级昆明雄性小鼠按数字表法随机分为假手术组(S组)、IIR组(I/R组)、IIR+LP17对照肽治疗组(C1组)和IIR+LP17治疗组(C2组),每组9只。参照文献[4]制备肠缺血再灌注模型:向小鼠腹腔注射3%戊巴比妥(1 ml/kg)麻醉,仰卧固定操作台上,腹部正中脱毛,碘伏消毒后铺巾,上腹部正中切口进腹(切口长2~3 cm)。右上腹找到并分离肠系膜上动脉,其中S组仅分离肠系膜上动脉,I/R组、C1组和C2组用无损伤血管夹于距肠系膜上动脉根部约0.5 cm处夹闭,若见肠系膜血管搏动消失且小肠颜色变苍白,提示肠缺血。在夹闭肠系膜上动脉期间,向小鼠腹腔间断注入生理盐水15~20 ml/kg,以防止或减轻松开血管夹后出现的一过性低血容量反应。20 min后将无损伤血管夹松开,若见肠系膜血管搏动恢复,肠管变红,表示IIR模型成功,然后关腹。其中C1组和C2组参照文献[5]于再灌注前5 min分别向腹腔注入LP17多肽(3.5 mg/kg, 1 mg溶于0.1 ml生理盐水)、LP17对照多肽(3.5 mg/kg, 1 mg溶于0.1 ml生理盐水)。各组分别于制模后24 h取血后处死动物留取标本。

1.3 ELISA检测小鼠血清可溶性TREM-1(sTREM-1)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的浓度

以sTREM-1为例:sTREM-1标准溶液配成不同浓度系列,在450 nm波长处读取吸光度(OD)值,以sTREM-1标准溶液不同浓度值为X,相对应OD值为Y,求得回归方程Y=kX+b,其中k为斜率,b为y坐标轴截距。采取摘眼球方法,采血2~3 ml,离心(2 000 r/min,10 min,离心半径13.5 cm,)后保存备测。小鼠外周血血清sTREM-1测定采用上双抗体夹心ELASA法:样品和生物素标记抗体先后加入酶标板孔反应后,PBS洗涤。随后加入过氧化物酶标记的亲和素反应;经过PBS的彻底洗涤后用底物TMB显色。TMB在过氧化物酶的催化下转化成蓝色,并在酸的作用下转化成最终的黄色,在450 mm波长处测得OD值,小鼠sTREM-1与OD值呈正比,根据标准曲线求出标本中sTREM浓度。

1.4 小肠组织病理学观察

于再灌注24 h剖腹取距回盲部约5 cm处的小肠组织5 cm,并将其纵形剖开,生理盐水冲洗后置于10%甲醛中固定,石蜡包埋,光镜下观察肠组织的损伤严重程度,进行肠损伤程度评分:0分,正常,绒毛上皮完整,组织结构正常;1分,绒毛轻度水肿,上皮脱落仅限于绒毛顶部;2分,绒毛轻度坏死;3分,绒毛中度坏死,肠隐窝清晰可见;4分,绒毛全部坏死,上皮结构完全消失。

1.5 免疫组化检测NF-κB

取小鼠肝组织,用10%中性甲醛固定液固定,石蜡包埋,连续切片2张,厚度为4 μm,Elivision免疫组化步骤:烤片,脱蜡,封闭,抗原修复,加一抗兔抗鼠单克隆NF-κB抗体(1∶100稀释),加增强剂,加二抗酶标羊抗鼠/兔IgG复合物,加DAB显色剂,复染,脱水,封片。标本染色后以积分法半定量描述,由同一组病理科医生采用双盲法光镜下读片。

阳性结果判定标准为:NF-κB以胞质和/或胞核出现棕黄色染色为阳性细胞,按染色强度分为5级:0级阴性染色;1级弱阳性染色(淡黄色);2级阳性染色(黄色);3级中度阳性染色(深黄色);4级强阳性染色(棕褐色)。每个切片随机取10个高倍视野,每个视野观察100个细胞,根据100个细胞阳性细胞数的不同分等级。按阳性细胞数占总细胞数的比例分为5级:0级阴性;1级阳性细胞1%~25%;2级阳性细胞26%~50%;3级阳性细胞51%~75%;4级阳性细胞76%~100%。染色积分=染色强度×阳性细胞数占总细胞数的比例。

1.6 统计学方法

应用SPSS 17.0统计学软件包进行数据分析。正态分布计数资料采用±s表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用q检验;病理组织学检验采用秩和检验,双侧检测。以P<0.05有统计学意义。

2 结果
2.1 各组小鼠血清sTREM-1和TNF-α浓度比较

I/R组和C1组的血清sTREM-1浓度和血清TNF-α浓度均高于S组和C2组,C2组亦高于S组,差异均有统计学意义(P值均<0.01);而C1组略低于I/R组,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1

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表1

4组小鼠血清髓样细胞触发受体-1浓度和肿瘤坏死因子-α浓度比较(±s, pg/ml)

表1

4组小鼠血清髓样细胞触发受体-1浓度和肿瘤坏死因子-α浓度比较(±s, pg/ml)

组别样本sTREM-1TNF-α
S组9135.49±26.385.86±1.47
I/R组91 686.34±55.98ab121.81±8.01ab
C1组91 643.73±65.45ab119.88±8.05ab
C2组9944.58±39.75ab65.92±4.91ab
F1 315.262464.939
P0.0000.000

注:S:假手术;I/R:肠缺血再灌注;C1:肠缺血再灌注+LP17对照肽治疗;C2:肠缺血再灌注+LP17治疗;与S组比较,aP<0.01;与C2组比较,bP<0.01

2.2 各组小鼠肠组织病理学观察及评分

各组小鼠肠黏膜损伤程度在HE染色显微镜下观察比较:S组小鼠小肠黏膜基本正常;I/R组和C1组绒毛破坏较重,出现明显的绒毛坏死,黏膜下水肿、炎性细胞浸润更加明显,肠壁各层均变薄;C2组损伤较轻,可见肠黏膜绒毛顶部上皮脱落,黏膜下水肿,毛细血管扩张、淤血,炎性细胞浸润等。I/R组肠黏膜损伤程度比S组严重,C2组比I/R组及C1组减轻,差异均有统计学意义(P值均<0.05);C1组与I/R组比较无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05)。见表2图1

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表2

4组小鼠肠黏膜损伤评分比较

表2

4组小鼠肠黏膜损伤评分比较

组别样本0分1分2分3分4分
S组963000
I/R组900036
C1组900126
C2组903330

注:S:假手术;I/R:肠缺血再灌注;C1:肠缺血再灌注+LP17对照肽治疗;C2:肠缺血再灌注+LP17治疗;S组与I/R组比较,Hc=45.0,P<0.01;C1组与S组比较,Hc=45.0,P<0.01;C2组与S组比较,Hc=49.5,P<0.01; C1组与I/R组比较,Hc=84.0,P=0.873;C2组与I/R组比较,Hc=49.5,P<0.01;C2组与C1组比较,Hc=55.5,P<0.05

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图1
各组小鼠肠组织镜下结构病理变化(HE ×100)
图2
各组小鼠肝组织核因子-κB的表达(免疫组化 ×400) 2a假手术组 2b肠缺血再灌注组 2c肠缺血再灌注+LP17对照肽治疗组 2d肠缺血再灌注治疗组
图1
各组小鼠肠组织镜下结构病理变化(HE ×100)
图2
各组小鼠肝组织核因子-κB的表达(免疫组化 ×400) 2a假手术组 2b肠缺血再灌注组 2c肠缺血再灌注+LP17对照肽治疗组 2d肠缺血再灌注治疗组
2.3 各组小鼠肝组织NF-κB免疫组化及染色积分

S组小鼠肝细胞NF-κB表达呈阴性或弱阳性,且弱阳性表达的细胞数占总细胞的比例低;I/R组及C1组小鼠肝细胞NF-κB表达呈中度阳性或强阳性,且阳性细胞质和细胞核都含有棕黄色颗粒,部分以细胞核为主;C2组小鼠肝细胞NF-κB表达的强度和阳性细胞数降低,I/R组和C1组的小鼠肝脏组织NF-κB免疫组化染色积分均高于S组和C2组,C2组亦高于S组,差异均有统计学意义(P值均<0.01);C1组与I/R组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。见表3图2

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表3

4组小鼠肝脏组织核因子-κB免疫组化染色积分比较(±s,分)

表3

4组小鼠肝脏组织核因子-κB免疫组化染色积分比较(±s,分)

组别例数染色积分FP
S组90.05±0.08  
I/R组93.36±0.62ab  
C1组93.21±0.94ab62.63<0.01
C2组90.92±0.55a  

注:S:假手术;I/R:肠缺血再灌注;C1:I/R+LP17对照肽治疗;C2:I/R+LP17治疗;与S组比较,aP<0.01;与C2组比较,bP<0.01

3 讨论

TREM是一种表达于髓样细胞的与DAP12相关性的免疫球蛋白超家族跨膜受体[6]。TREM-1通过其跨膜区的带正电荷的赖氨酸残基与接头蛋白DAP12跨膜区的带负电荷的天冬氨酸相偶联,并且通过DAP12胞浆区的免疫受体酪氨酸活化基序来传递活化信号[6,7]。TREM-1和Toll类受体(Toll-like receptors, TLRs)信号通路有协同促进炎症反应的作用,TREM-1的激活可增强、放大TLRs(主要是TLR2、4)介导的炎症反应,可以导致NF-κB转录复合物的激活,引起致炎基因转录[8,9],引起TNF-α、IL-1β、GM-CSF分泌增加,同时抑制IL-10的分泌[10,11]。上述炎症信号通路的激活最终可以引起炎症反应的增强放大,从而导致过度炎症反应。

sTREM-1是Gibot等[11]于脓毒症大鼠的外周血中发现的,它很可能与TREM-1基因转录有关。Gibot等[3,5]合成了一种多肽LP17,它是TREM-1的拮抗肽,与TREM-1的胞外区结构相似,可以竞争TREM-1未知的天然配体;LP17可以减少LPS刺激下体外培养的单核细胞分泌的TNF-α、IL-1β量,并且具有剂量依赖性。本实验显示:(1)LP17治疗小鼠IIR损伤后,小鼠肝组织免疫组化显示NF-κB的表达强度较I/R组明显减弱,且NF-κB阳性表达的肝细胞数亦明显减少(P<0.05),表明LP17治疗后,NF-κB的强度及活性下降,降低炎性因子的表达,减轻肠道和肝组织的炎性反应。(2)LP17治疗后小鼠血清中的TNF-α和sTREM-1的浓度较缺血再灌注组小鼠相比显示明显减轻(P<0.05)。表明LP17可能与TREM -1的胞外区结合,抑制TREM-1与TLRs信号通路的协同促进炎症反应的作用,减轻、消弱了TLRs介导的炎症反应,抑制TNF-α的分泌,减弱炎症信号的转导。(3)LP17治疗后,镜下显示小鼠小肠组织的损伤程度较I/R组明显减轻。可能是LP17通过对TREM-1的旁路调节,减轻了肠缺血再灌注所致肠黏膜损害。LP17通过调节TREM-1的信号转导通路,减轻NF-κB和TNF-α过度激活所致炎症反应,减轻IIR引起的肠黏膜及远处脏器的损伤。因此,调控TREM-1可能成为治疗IIR损伤的一个潜在靶点。

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