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研究背景与目的:近年研究发现胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)具有促进细胞分化与增殖、促进创伤修复等生物学行为,但其过度表达则可促进纤维化及细胞恶性转化。IGF-1与受体结合调节蛋白胰岛素样生长因子结合蛋白-3(insulin-like growth factor binding protein 3,IGFBP-3)结合后可避免IGF-1在局部过多游离、预防负性效应。此外,研究显示IGF-1可参与上皮间质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)过程,后者与炎症反应及创伤修复、肿瘤细胞侵袭转移等多种生物学行为有关。但IGF-1及EMT在溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)发生发展与组织修复过程中的表达及其作用研究较少。本研究拟检测UC小鼠模型结肠组织不同阶段IGF-1与IGFBP-3表达特征变化及EMT在UC进展过程中的转化,评价其对UC发生、进展与转归的影响,并探讨其作用机制。研究方法:选择120只周龄6~8周的SPF级雄性BALB/c小鼠,随机分为对照组、模型组与治疗组。模型组与治疗组采用4%葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)自由饮构建急性UC模型,连续饮用7d,对照组饮用蒸馏水;从8d开始治疗组给予美沙拉嗪灌胃,模型组与对照组给予等容量的无菌生理盐水灌胃。监测各组小鼠体重,评估疾病活动指数(disease activity index,DAI)。于0d、4d、7d、8d、11d及14d从各组中随机选取5只小鼠处死,取全段结肠,测量结肠长度,取部分结肠组织HE染色,镜下观察病理特征,部分肠组织-80℃冰箱保存备测。采用标记链霉亲和素-生物素法(Labelled streptavidin-biotin,LSAB)法进行免疫组化检测,检测的目标蛋白包括IGF-1、IGFBP-3、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)1、E-钙粘蛋白(E-cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、细胞角蛋白-19(cytokeratin-19,CK-19),采用H值评估染色强度;采用实时荧光定量PCR法(q RT-PCR法)检测结肠组织IGF-1 m RNA、IGFBP-3 m RNA、TGF-β1m RNA、E-cadherin m RNA、α-SMA m RNA及CK-19 m RNA相对表达量;采用Western blot实验检测IGF-1蛋白、IGFBP-3蛋白、TGF-β1蛋白、E-cadherin蛋白、α-SMA蛋白及CK-19蛋白相对表达量。采用SPSS25.0软件进行数据分析。研究结果:(1)d3~d6模型组与治疗组小鼠体重呈下降趋势,DAI逐渐上升,与对照组差异显著(P<0.05),两组间无统计学差异(P>0.05)。(2)d4与d7模型组与治疗组小鼠结肠长度显著短于对照组(P<0.05),d14治疗组小鼠结肠长度较d7延长(P<0.05)。(3)病理检查显示,d7与d8模型组与治疗组小鼠结肠黏膜可见典型的UC表现,提示造模成功。(4)实时荧光定量PCR检测结果显示模型组与治疗组结肠组织d4与d7IGF-1m RNA、IGFBP-3 m RNA相对表达量显著下降,d7最低(P<0.05);d8、d11与d14表达回升,且治疗组显著高于模型组(P<0.05)。免疫组化与Western blot实验结果显示模型组与治疗组d4、d7、d8 IGF-1、IGFBP-3表达量逐步下降,d7/d8最低,d11与d14回升,且治疗组显著高于模型组(P<0.05)。(5)实时荧光定量PCR检测结果显示模型组与治疗组d4与d7上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)诱导因子TGF-β1 m RNA、间质标志物α-SMA m RNA显著上升(P<0.05),d7最高,d8、d11与d14逐步下降,且治疗组显著低于模型组(P<0.05);d4与d7上皮标志物E-cadherin、CK19 m RNA相对表达量显著下降,d7最低;d8、d11与d14逐步回升,且治疗组高于模型组(P<0.05)。免疫组化与Western blot实验结果显示模型组与治疗组d4、d7、d8 TGF-β1蛋白与α-SMA蛋白表达量显著上升(P<0.05),d7/d8最高,d11与d14逐步下降,且治疗组低于模型组(P<0.05);d4、d7、d8 E-cadherin蛋白、CK19蛋白表达量显著下降,d7/d8最低,d11与d14逐步回升,且治疗组高于模型组(P<0.05)。(6)相关性分析结果显示,d7治疗组与模型组小鼠结肠组织IGF-1、IGFBP-3免疫组化H值与TGF-β1、α-SMA H值呈负相关,与E-cadherin、CK-19呈正相关,相关系数均有统计学意义(P<0.05)。d14小鼠结肠组织IGF-1免疫组化H值TGF-β1、α-SMA呈负相关,与E-cadherin呈正相关,相关系数有统计学意义(P<0.05);IGFBP-3免疫组化H值与α-SMA呈负相关,相关系数有统计学意义(P<0.05)。研究结论:1、UC发生与进展过程中结肠组织IGF-1、IGFBP-3水平显著下调,随着肠道组织的修复其表达水平回升,表明IGF-1与IGFBP-3可抑制UC进展,促进组织修复。2、EMT促进了UC的发生与进展,是UC重要的病理生理机制之一,抑制EMT可能会改善疾病转归,促进肠道结构与生理功能恢复。3、IGF-1可能通过抑制EMT延缓或抑制UC进展,促进损伤修复,IGF-1或IGFBP-3可能成为UC临床诊疗的新靶点。