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慢性胰腺炎(chronic pancreatitis,CP)是由多种病因引起胰腺组织结构和功能发生不可逆改变的慢性炎症性疾病。CP典型病理学表现为炎性细胞浸润、腺泡萎缩及胰腺纤维化。课题组前期的研究发现,在CP病程进展中除以上典型病理学表现外,还可见胰腺组织中大量“管状化”结构的形成,甚至出现类似空泡样结构。目前对CP“管状化”的研究甚少,其发生机制尚不清楚。有学者在小鼠胰腺癌的研究中发现,STAT3的激活在PDX-1诱导胰腺腺泡细胞向导管样结构转分化的过程中发挥了促进作用。那么在CP进展中,胰腺“管状化”结构的形成是否也与STAT3的活化有关,值得进一步研究。黄芩苷(Baicalin,C21H18O11)是中药黄芩的主要有效成分,研究发现黄芩苷具有抗大鼠CP胰腺纤维化的作用,然而,黄芩苷是否对胰腺“管状化”结构的形成具有防治作用及其具体作用机制,值得深入研究。 目的: 1.揭示CP病程进展中胰腺“管状化”结构的形成机制。 2.观察黄芩苷是否能够减轻胰腺“管状化”结构的形成,并探讨黄芩苷防治CP的作用机制。 方法: 通过腹腔注射20%L-精氨酸诱发小鼠CP模型,于造模2周后治疗组开始给予黄芩苷腹腔注射治疗。于造模后2周、4周、6周及治疗后对应时间点分别麻醉处死动物,完整摘取小鼠胰腺组织。HE及Masson染色观察各组小鼠胰腺形态学改变及纤维化程度;免疫组织化学法观察胰腺组织细胞角蛋白-19(Cytokeratin-19,CK-19)、磷酸化核转录因子信号和转录激活子3(phosphorylation-signal transducer and activator of transcription3,p-STAT3)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、纤维连接蛋白(fibronectin,FN)和Ⅰ型胶原蛋白(Collagen,COL1A1)的表达变化;免疫组织荧光双重染色分别标记淀粉酶与CK-19及p-STAT3与CK-19的表达变化;Western blot检测胰腺组织CK-19、p-STAT3及FN的蛋白表达;real-time PCR检测胰腺组织IL-6的mRNA表达。 结果: 1、黄芩苷对慢性胰腺炎胰腺组织病理学改变及纤维化程度的影响 腹腔注射20%L-精氨酸后2周、4周、6周,HE及Masson染色显示在造模后2周,CP组小鼠胰腺组织出现水肿,腺泡萎缩、坏死及炎性细胞浸润,可见少量胶原纤维的沉积及“管状化”结构的形成;4周时胰腺损伤持续加重,胰腺组织炎性细胞浸润增多,胶原纤维沉积加重,出现明显的“管状化”结构及导管复合体的形成;6周时胰腺小叶结构破坏严重,腺泡进一步萎缩、坏死,被大量的“管状化”结构及导管复合体所取代,甚至出现类似空泡样结构,胰腺纤维化程度也愈发明显。而黄芩苷治疗组小鼠的胰腺损伤程度明显轻于CP组,仅见部分腺泡萎缩,少量炎细胞浸润及“管状化”结构,胶原纤维的沉积明显减轻。进一步通过免疫组化染色及Western Blot检测胰腺组织纤维化指标COL1A1及FN的表达,显示CP组在造模后胶原纤维的表达明显升高,并随造模时间的延长,COL1A1及FN的表达呈持续上升趋势;而黄芩苷治疗组胰腺组织COL1A1及FN的表达明显低于同时间点的CP组。 2、黄芩苷对慢性胰腺炎胰腺腺泡“管状化”的影响 通过免疫组化染色观察导管细胞标志物CK-19的表达,显示CP组在造模4周、6周时胰腺“管状化”区域明显出现CK-19的阳染表达;黄芩苷治疗组CK-19的阳染表达明显低于同时间点的CP组。通过Western Blot检测胰腺组织CK-19的蛋白表达,显示CP组在造模后2周CK-19的蛋白表达水平开始升高,随着病程的进展,在4周、6周时其表达水平明显升高;而黄芩苷治疗组CK-19的蛋白表达水平则明显低于相同时间点的CP组。通过免疫组织荧光对胰腺组织淀粉酶及CK-19进行双重染色,在造模后2周CP组腺泡细胞标志物-淀粉酶的阳性表达开始减弱,而CK-19的阳性表达逐渐升高,随着造模时间的延长,淀粉酶的表达明显减弱,CK-19的表达则持续升高,同时也发现部分“管状化”结构的淀粉酶和CK-19染色均为阳性表达;而黄芩苷治疗组淀粉酶的阳性表达水平逐渐增强,CK-19的阳性表达则明显减弱。 3、黄芩苷抑制胰腺“管状化”结构的可能机制 通过Western Blot检测发现CP组在造模后2周p-STAT3的蛋白表达水平明显升高,4周时其蛋白表达水平尤为明显;而黄芩苷治疗组p-STAT3的蛋白表达水平明显低于同时间点的CP组。胰腺组织p-STAT3的免疫组化染色显示,在造模4周、6周时CP组p-STAT3的阳染表达增多,并以“管状化”区域最为明显;而黄芩苷治疗组胰腺组织p-STAT3的阳染表达明显降低。通过对胰腺组织p-STAT3及CK-19的免疫组织荧光双重染色,发现CP组在造模后CK-19表达的“管状化”区域也出现了p-STAT3的阳性表达,随着病程的进展,CK-19及p-STAT3的双阳性表达呈上升趋势;而黄芩苷治疗组胰腺组织CK-19及p-STAT3的双阳性表达则明显减少。进一步通过免疫组化染色及real-time PCR检测胰腺组织IL-6的表达发现,CP组在造模后2周IL-6的表达升高,随着病程的进展,其表达呈明显上升趋势;而黄芩苷治疗组IL-6的表达水平均显著低于同时间点的CP组。 结论: 1.胰腺“管状化”结构是CP病程进展中的重要病理表现,而“管状化”结构的形成来源于腺泡细胞的萎缩,其形成过程可能受STAT3的调控。 2.黄芩苷能够减少腺泡细胞“管状化”结构的形成,减轻胰腺损伤程度,其作用机制可能与抑制IL-6/STAT3信号通路的活化有关。