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目的:
通过分离胰腺星状细胞及建立胰腺细胞外基质沉积动物模型,观察大黄及锦红片对模型大鼠胰腺组织细胞外基质及对胰腺星状细胞的调控作用,以探讨大黄及锦红片抗胰腺纤维化的作用及可能的机制。
方法:
1.雄性SD大鼠40只,随机分为模型组(model),假手术组(sham),大黄组(DH)和锦红片组(Jin Hong Tablets,JHT)。结扎胰胆管并雨蛙素连续3天腹腔50(μg/kg)注射建立大鼠胰腺细胞外基质沉积动物模型,假手术组开腹后模拟手术操作过程,仅翻动相应器官后关腹。sham不进行治疗,model、DH及JHT组分别用生理盐水、大黄及锦红片于术前3天及术后3天灌胃。术后第四天处死大鼠取材。HE染色观察各组胰腺组织病理变化,免疫组化检测胰腺组织中TGF-β1、Ⅰ型胶原及α-SMA表达,ELISA测定各组大鼠血清中LN、FN、MMP-2、MMP-9及TIMP-1表达,real-time PCR测定胰腺组织TGF-β1 mRNA、PDGFb mRNA及ERK mRNA的表达,Western Blot测定胰腺组织中TGF-β1、PDGF、ERK1/2及Smad2/3的表达。
2.大鼠胰腺组织经胶原酶和链霉蛋白酶E消化后,采用不连续梯度密度离心方法分离胰腺星状细胞,将细胞分为4组,即完全培养液组,生理盐水血清组,大黄含药血清组和锦红片含药血清组。雄性SD大鼠24只随机分为3组,每组8只,分别为生理盐水组、大黄组和锦红片组。各组分别给予生理盐水、大黄和锦红片连续3天灌胃制备含药血清,用大黄和锦红片含药血清干预胰腺星状细胞,用倒置相差显微镜观察胰腺星状细胞形态学的变化,MTT法检测大黄和锦红片含药血清对胰腺星状细胞增殖的影响。real-time PCR测定PSC中TGF-β1 mRNA、PDGF b mRNA及ERK mRNA的表达,Western Blot测定TGF-β1、PDGFb、ERK1/2及SMAD2/3的表达;
结果:
1.HE染色结果显示假手术组胰腺组织腺泡间少量间质,胰腺组织结构清楚;模型组大鼠胰腺组织形态结构改变明显,胰腺腺泡坏死区域可见水肿和大量炎症细胞浸润;大黄及锦红片组大鼠胰腺组织胰腺结构基本完整,水肿较轻和少量炎症细胞浸润;
2.免疫组化结果显示大黄及锦红片能显著降低胰腺组织α-SMA的表达水平,与模型组相比有统计学意义(p<0.01);大黄及锦红片治疗组降低胰腺组织中TGF-β1的表达水平,与模型组相比有统计学意义(p<0.01);大黄及锦红片治疗组能够降低降低胰腺组织Ⅰ型胶原,与模型组相比有统计学意义(p<0.01)。
3.ELISA结果表明大黄及锦红片治疗组能显著降低模型大鼠血清LN、FN及TIMP-1表达水平,与模型组的表达相比较有统计学意义(p<0.01);锦红片组LN、FN及TIMP-1的表达水平低于大黄组的表达,同大黄组的表达相比较,有统计学意义(p<0.01);
大黄及锦红片治疗组能提高模型大鼠血清MMP-2及MMP-9的表达水平,与模型组表达相比较,有统计学意义(p<0.01);锦红片组MMP-2及MMP-9的表达水平明显高于大黄组的表达,同大黄组的表达相比较,有统计学意义(p<0.01);
4.MTT实验结果显示大黄及锦红片药物血清抑制胰腺星状细胞的增殖,大黄含药血清和锦红片含药血清在48h对PSC的抑制率分别为25.6%和26.2%;在72小时分别为33.8%和34.7%,两组抑制率相比较无统计学意义(p>0.05)。
5.real-time PCR结果表明大黄及锦红片治疗组中胰腺组织中TGF-β1 mRNA、PDGFb mRNA及ERK mRNA的表达明显降低,与模型组相比较,有统计学意义(p<0.01);锦红片治疗组中胰腺组织TGF-β1 mRNA、PDGFb mRNA及ERK mRNA的表达较大黄组表达降低,有统计学意义(p<0.05);大黄及锦红片含药血清组干预的PSC中TGF-β1 mRNA、PDGFb mRNA及ERK mRNA的表达明显降低,与完全培养液组的表达相比较,有统计学意义(p<0.01);锦红片含药血清组干预的PSC中TGF-β1 mRNA、PDGFb mRNA及ERK mRNA的表达较大黄组表达降低,具有统计学意义(p<0.05)。
6.Western Blot结果表明大黄及锦红片治疗组胰腺组织中TGF-β1、PDGFb、ERK1/2及SMAD2/3的表达明显较模型组降低;大黄及锦红片含药血清干预组中TGF-β1、PDGFb、ERK1/2及SMAD2/3的表达较完全培养液中明显降低。结论:
1.大黄及锦红片抗胰腺纤维化的作用与其能够降低模型大鼠胰腺组织中TGF-β1及I型胶原的表达,降低大鼠血清LN、FN、TIMP-1表达水平,以减少胰腺组织内胶原及胰腺ECM的产生;以及通过提高MMP-2及MMP-9的表达以促进ECM的降解,以减少胰腺ECM在胰腺沉积相关。
2.大黄及锦红片抗胰腺纤维化的作用与其降低模型大鼠胰腺组织中TGF-β1以及其信号转导分子Smad2/3的表达,并降低模型大鼠胰腺组织中PDGFb及ERK1/2蛋白的表达,提示大黄及锦红片通过TGF-β1/Smad途径发挥其抗胰腺纤维化的作用。
3.大黄及锦红片含药血清抑制PSC的增殖,并通过调高PSC中MMP-2及MMP-9的表达,以促进ECM的降解增加,并减少ECM的合成,提示大黄及锦红片在体外具有减少PSC增殖而发挥其抗胰腺纤维化的作用。
4.大黄及锦红片含药血清能够降低PSC中TGF-β1以及其信号转导分子Smad2/3的表达,并降低PSC中PDGFb及ERK1/2蛋白的表达,提示大黄及锦红片通过TGF-β1/Smad途径发挥其抗纤维化的作用。
5.锦红片抗胰腺纤维化的作用优于大黄,其机理可能与锦红片中药复方多成分组合,多靶点产生效应,多途径发挥其作用相关。