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目的: TNFα在经氨基半乳糖(D-Gal)/脂多糖(LPS)诱导产生的急性肝损伤(ALI)中扮演关键角色。本研究拟利用ALI小鼠模型,验证新型TNFα拮抗剂sTNFRII-gAD融合蛋白的护肝效应,并阐明相应的作用机制。 方法: 1.D-Gal/LPS诱导的急性肝损伤模型的建立 BALB/c小鼠隔夜禁食后经腹腔注射D-Gal/LPS混合液,注射等量生理盐水组作为阴性对照,连续观察12h。 2.sTNFRII-gAD融合蛋白对D-Gal/LPS诱导的小鼠急性肝损伤的疗效观察 1)小鼠生存率分析:将小鼠随机分为四组,即正常组、LPS/D-Ga1+PBS组(阴性对照)、LPS/D-Gal+sTNFRII-Fc组(阳性对照)、D-Gal/LPS+sTNFRII-gAD组。部分小鼠(N=6)注射D-Gal/LPS后立即治疗;另一部分小鼠(N=6)注射D-Gal/LPS1 h后治疗,连续观察12h,记录各组小鼠的生存率。 2)血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)的检测:治疗后2h、5h分别检测各组ALT、AST的变化。 3)肝脏组织HE染色:治疗后5h处死小鼠,立即取肝脏用10%中性甲醛溶液固定过夜,苏木素-伊红染色观察经sTNFRII-gAD治疗后,ALI肝脏组织病理学变化。 3.sTNFRII-gAD融合蛋白对D-Gal/LPS诱导的ALI治疗机制研究 1)血清TNFα含量及活性分析:D-Gal/LPS建模,治疗后2h、5h采血分别用ELISA测定血清TNFα含量,及其杀伤L929细胞活性。 2)血清中sTNFRII-gAD-TNFα复合物分析:建模并经治疗后5h采血,双抗体夹心法检测sTNFRII-gAD治疗组血清sTNFRII-gAD-TNFα复合物。 3)肝脏Caspase-3测定:治疗后5h处死小鼠,立即取适量肝脏组织,Westernbloting检测Caspase-3。 4) TUNEL法检测细胞凋亡:治疗后5h处死小鼠,立即取肝脏组织经10%甲醛固定过夜,制备石蜡切片,TUNEL法观察各组肝脏细胞凋亡情况。 4.数据的统计学分析。 实验结果用平均值±标准差表示,对于多组间的同一时间点的比较,我们用One-way ANOVA统计学方法。方差齐时,用Welch法进行校正,两两之间的比较,采用Bonferroni法;方差不齐时,则采用Dunnetts T3法。生存分析用Kaplan-Meier法,多重比较用Kruskal-Wallis H非参数检验。最后,用SPSS统计软件进行分析,当P<0.05表示有统计学意义。 结果: 1.sTNFRII-gAD显著改善ALI小鼠的生存率 造模后立即治疗,PBS组造模后4.5-7 h全部死亡;sTNFRII-Fc组死亡主要出现在造模6h以后,其12h生存率大约64%;而sTNFRII-gAD组生存率达100%。造模后1h给予治疗,sTNFRII-Fc组12h存活率为33.3%,大多数死亡发生在治疗后5-7 h;而sTNFRII-gAD组12h生存率达66.7%,并且死亡集中在治疗后8h;与PBS组比较,sTNFRII-Fc组和sTNFRII-gAD组生存率均显著升高,并具有统计学意义(PsTNFRII-Fc=0.009;PsTNFRII-gAD=0.001);而sTNFRII-Fc组和sTNFRII-gAD组之间差异则无统计学意义(P=0.127)。 2.sTNFRII-gAD能有效减轻肝损伤 血清ALT/AST水平用于评估急性肝损伤的程度。D-Gal/LPS诱导后2小时,这两种转氨酶升高不明显,但5小时后则在所有D-Gal/LPS处理的小鼠血清均能检测到。与PBS对照组相比,sTNFRII-Fc和sTNFRII-gAD治疗组血清AST/ALT水平显著降低(P<0.01)。 此外,sTNFRII-Fc和sTNFRII-gAD均能有效减轻肝肿大程度(P<0.01),尤其是sTNFRII-gAD治疗组。sTNFRII-Fc治疗组肝脏明显肿大,但明显比PBS组轻;而sTNFRII-gAD治疗组则肝脏无明显肿大,与正常肝脏相似。 H-E染色显示,在PBS组,D-Gal/LPS能诱发小鼠肝脏组织结构广泛破坏、红细胞凝集和局灶性坏死;而在sTNFRII-gAD或sTNFRII-Fc组,小鼠肝脏组织结构完整、肝出血现象较少见。 3.sTNFRII-gAD通过中和血清TNFα使TNFα失去生物学效应 治疗后各组小鼠血清TNFα都保持在较高的水平,显著高于正常对照水平;但sTNFRII-gAD组或sTNFRII-Fc组血清TNFα却显著高于PBS组。尽管在造模后立即治疗模式下sTNFRII-gAD组与sTNFRII-Fc组之间TNFα水平无显著性差异(P2 h=1.000; P5 h=0.531);但造模后1h延迟治疗时,无论在治疗后2h还是5h,sTNFRII-gAD组TNFα水平显著高于sTNFRII-Fc组(P2 h=0.028; P5 h=0.029)。L929细胞毒性实验结果显示,当造模后立即治疗时,在治疗后2、5h,sTNFRII-gAD组TNFα活性均明显低于PBS组,三组间TNFα活性变化差异具有统计学意义(F=130.374,P<0.001);在造模后延迟1h治疗时,在相同时间点(2、5h)三组细胞毒作用分别为97%、80.54%、80.62%和80.13%、74.35%、74.86%,三组间TNFα活性变化差异具有统计学意义(F=168.219,P<0.001),其中PBS组TNFα活性显著高于sTNFRII-gAD和sTNFRII-Fc治疗组(P<0.001)。 4.sTNFRII-gAD明显抑制ALI过程中肝细胞凋亡 TUNEL结果显示,D-Gal/LPS诱发肝细胞发生了大面积凋亡,PBS组凋亡指数明显高于sTNFRII-gAD和sTNFRII-Fc组。免疫印迹分析显示,PBS组5h时肝脏中Caspase-3表达明显增强,并有其裂解片段的出现,表明Caspase-3被活化。此外,虽然造模后立即治疗时sTNFRII-gAD或sTNFRII-Fc治疗后Caspase-3表达无差异,但在造模后延迟1h治疗时sTNFRII-Fc组Caspase-3裂解片段表达显著增强,而sTNFRII-gAD组则几乎无表达。 结论: 无论是对ALI小鼠生存率的改善,还是肝功能和组织病理损伤的保护,sTNFRII-gAD融合蛋白较sTNFRII-Fc融合蛋白能更有效地预防和治疗D-Gal/LPS诱导的急性肝损伤。其主要机制在于,sTNFRII-gAD比sTNFRII-Fc能更有效地结合TNFα从而能更有效地抑制肝细胞的凋亡。