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目的:慢性胰腺炎(CP)是以胰腺实质内腺泡和小管受到反复或持续性损害,引起腺泡和胰岛细胞萎缩或消失的病理学过程,而细胞凋亡与胰腺炎存在一定的相关性,凋亡程度与胰腺炎的病情严重程度呈负相关。研究表明,肿瘤坏死因子-α(TNFα)、转化生长因子-β(TGFβ)、Fas是参与细胞凋亡的重要因子。Fas和TNF分别与其相应受体FasL和TNFR-1结合,再结合胞内相应的死亡域并下传凋亡信号,激活下游的级联反应而触发凋亡。氧化苦参碱(OM)是一种从中药苦参中分离得到的生物碱,有研究表明OM具有明显的诱导细胞凋亡的作用。
本实验以Wistar大鼠为研究对象,观察Wistar大鼠CP模型的制备效果,并以OM进行治疗干预。对胰腺组织进行病理观察;应用透射电镜对胰腺腺泡细胞、胰岛细胞进行形态学进行观察;应用TVNEL技术对胰腺腺泡细胞、胰岛细胞进行细胞凋亡检测,计算凋亡指数:应用Western blot技术检测胰腺组织Fas含量变化;应用ELISA技术检测胰腺组织TNFα、TGFβ含量变化。结合前期研究及相关研究结果,探讨Fas、TNFα、TGFβ在CP中可能的作用机制及OM对此过程的影响及其可能机制,为CP治疗探索新途径,同时为OM的进一步研究、开发和应用提供实验依据。
方法:第一部分:雄性Wistar大鼠80只(220-250g)用随机数字表法分为阴性对照组(NC,n=16)和CP模型组(CP,n=64),CP模型组根据注射剂量的不同再分为4个小组(n=16)。CP模型组隔日给予腹腔注射一次二乙基硫代氨基甲酸盐(DDC),NC组给予生理盐水腹腔注射。各组实验动物按注射DDC的时间取4个不同时相点(6d,12d,24d,32d),再分为4个小组,每组4只。各组分别在预定的时间点采集颈动脉血液和胰腺等组织,大体观察大鼠,并采用全自动生化分析仪检测AMY,取胰腺组织HE和Masson染色制片,观察胰腺组织的病理学变化,对DDC造模做出评价。
第二部分:在第一步实验结果的基础上得出最佳的造模剂量,进行下步实验。雄性Wistar大鼠28只,随机分为7组(n=4),包括CP组,NC组和OMⅠ-Ⅴ组。CP组和OM每组注射等量的DDC,方法同第一部分实验。OMⅠ-Ⅴ组5组在制模时各组分别给予不同的OM注射量,OM自注射DDC的第一天起同时注射,每天一次。在注射30天后,采取动脉血和胰腺等组织,ELISA法检测HA、LN和PCⅢ,Western blot测定胰腺组织α-SMA蛋白含量检测并进行分析,得出OM治疗CP的最佳量效关系。
第三部分:在第一部分和第二部分实验结果的基础上进行实验。雄性Wistar大鼠32只(220-250g),随机分为4组(n=8),包括CP组,OM组,HM组和NC组。CP、OM和HM每组注射等量的DDC,方法同第一部分实验。CP模型制备后给予OM组腹腔注射进行治疗(剂量为第二部分的最佳剂量);给予HM组地塞米松腹腔注射进行治疗,剂量100mg/kg。30d后手术取出胰腺组织,应用透射电镜对胰腺腺泡细胞、胰岛细胞进行形态学进行观察。应用TUNEL技术对胰腺腺泡细胞、胰岛细胞进行细胞凋亡检测,计算凋亡指数。应用Western blot技术检测胰腺组织Fas含量变化。应用ELISA技术检测胰腺组织TNFα、TGFβ含量变化。
所有实验图片用Image-Pro Plus Version5.0图像分析系统进行定量分析。应用SPSS12.0进行统计学分析,计数资料用x2检验,计量资料用t检验和方差分析。
结果:第一部分(1)AMY结果显示,CP各组在6d时间点与NC组相比显著升高(P<0.05),在12d时间点仅有CPⅠ和CPⅢ与NC组相比显著升高(P<0.05)。(2)观察并发症和死亡率,CP各组与CPⅠ相比较, CPⅡ、Ⅲ和Ⅳ组的尿失禁并发症较CPⅠ有统计学意义(P<0.05),CPⅣ出血较明显(P<0.05),各组在震颤方面无明显差别。CPⅢ和CPⅣ出现死亡,其死亡率两组无差别。(3)胰腺组织的胶原组织的面积百分比,在6d组中,除CPⅠ外各组与NC组均有明显增多(P<0.05),尤以CPⅢ为著(P<0.01),在12d,24d的增多更为明显,在32天中,因为CPⅣ全部死亡,无法比较,余者皆有统计学意义(P<0.01)。
第二部分:(1)血清学指标:HA、LN和PCⅢ的NC组均较其他各组为低(P<0.05),而CP组与OMⅠ组无显著性差异(P>0.05)。(2)胶原纤维面积百分比我们也可以看出,OM可以抑制纤维化的发展,OM各组除Ⅰ组外均较CP组有显著性差异(P<0.05)。(3)α-SMA的Western blot结果显示,α-SMA在CP时表达量上调,OM可以降低α-SMA的表达,OM在剂量50-400mg/kg之间α-SMA的表达无剂量依赖性,以100mg/kg为最佳剂量。
第三部分:(1)血清淀粉酶测定结果:CP,OM,HM各组较NC组相比显著升高(P<0.05);CP组大鼠血清淀粉酶的含量显著高于OM组与HM组(P<0.05)。(2)TUNEL技术检测结果:OM组和HM组凋亡率显著高于CP组(P<0.05)。(3)Western blot技术检测胰腺组织Fas含量变化结果显示OM组与HM组Fas蛋白含量显著高于NC组(P<0.05)。(4)ELISA技术检测胰腺组织TNFα、TGFβ:OM组和HM组大鼠血浆 TNFα含量显著高于NC组(P<0.05),而OM组和HM组大鼠血浆TGFβ含量显著高于NC组(P<0.05),结果提示,TGFβ含量的升高可能与胰腺细胞的增殖有关,促进组织修复。
结论:(1)隔日一次腹腔注射700mg/kg DDC方法制备CP大鼠模型成功。(2)OM对大鼠CP的有一定的治疗作用,在剂量50-400mg/kg之间对α-SMA的表达无剂量依赖性,以100mg/kg为适合剂量。(3)实验证明OM具有明显的诱导胰腺细胞凋亡的作用,并且能明显改善胰腺炎病变程度。