ALPPS术后免疫微环境下Kupffer cells对肝脏再生的作用

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiaomoji
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目的:肝切除是治疗原发性肝癌和肝转移瘤的主要治疗方法。然而,这受到在肝切除后功能性肝实质量的限制。未来肝脏残留(future liver remnant,FLR)的体积和功能都决定着肝切除是否安全。在这种背景下,联合肝脏分隔和门静脉结扎的二步肝切除术(Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy,ALPPS)已经被证明能引起肝脏快速和广泛的肥大,并对不可切除的概念提出了挑战。肝切除术后实现R0切除的主要障碍是无法保留足够的剩余肝体积而导致的肝衰竭,目前增加术后肝剩余体积和功能是肝胆肿瘤手术的核心。直至2012年ALPPS首次被提出,并可以在更短的时间内迅速增加FLR的体积来满足下次手术的需求。肝脏再生的过程是一个复杂的生理过程。在此期间,免疫系统将被激活,炎症因子和炎症细胞以及相应的炎症通路共同参与了肝脏再生的过程。而同时,Kupffer细胞在肝脏再生过程中发挥着重要的作用。为了研究ALPPS术后免疫微环境的改变中Kupffer细胞促进肝脏再生的机制,本课题拟明确M1型Kupffer细胞是否参与肝脏再生的过程,并证实是否通过上调NF-κB,PI3K-Akt通路和炎症因子IL-6,TNF-α,IL-1β来调节肝脏的再生。研究方法:首先选择C57BL/6J小鼠作为主要实验动物对象,并将小鼠随机分组为ALPPS组,门静脉结扎组(portal vein ligation,PVL),假手术组(sham组),每组每个时间点6只小鼠,在同一时间进行手术,并在四个时间点分别取材(0h,24h,72h,168h)。通过观察剩余肝脏质量的变化(FLR/BW)和增殖相关指标,Ki-67和增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)以及细胞周期相关蛋白Cdk2、Cdk4和Cyclin E1来验证ALPPS组肝脏再生反应是否更加明显。下一步通过免疫荧光双染实验F4/80与i NOS证实M1型Kupffer细胞在ALPPS组是否处于高水平状态。然后,对残肝组织通western blotting和定量实时PCR对炎症因子IL-6,TNF-α,IL-1β表达情况在ALPPS组表达情况,预测M1型Kupffer细胞相关细胞因子在ALPPS组是否高表达。下一步,对残肝组织NF-κB,PI3K-Akt通路蛋白表达情况进行验证,对炎症相关通路在ALPPS组是否有表达的差异性进一步验证。接着,建立ALPPS+PBS组与ALPPS+渥曼青霉素(PI3K通路抑制剂)组静脉注射药物,每组各6只。观察残肝质量与小鼠体重比值(FLR/BW)的差异性以及p-Akt、p-NF-κB、IL-6、TNF-α,、IL-1β和nitro oxide synthase 2(i NOS)(M1型Kupffer细胞极化标志物)蛋白水平在两组之间进行验证,进一步证明M1型Kupffer在肝脏再生的功能。同时,我们在Raw264.7细胞(M0巨噬细胞)水平,分别用脂多糖(LPS)和IL-4进行诱导Raw264.7细胞分别分化为M1型-巨噬细胞—高表达i NOS和M2-型巨噬细胞—高表达Arginase1(Arg-1)。通过细胞免疫荧光技术和western blotting对两种极化细胞种pAkt、p-NF-κB表达水平进行测定,进一步确定M1型巨噬细胞是否通过高表达pAkt、p-NF-κB和细胞因子IL-6、TNF-α,、IL-1β在肝脏再生过程种促进肝脏的再生。结果:在对C57BL/6J小鼠进行不同的手术后,在ALPPS组剩余肝脏质量与小鼠体重比值(FLR/BW)比传统的PVL组和sham组肝脏增生更加明显,在第3天与第7天增生更具有统计学意义(P<0.05)。增殖相关指标,Ki-67和PCNA在第3天增殖达到峰值(P<0.05),在第7天回落;细胞周期相关蛋白Cdk2、Cdk4和Cyclin E1第三天表达到峰值,第7天回落(P<0.05)。在ALPPS组,M1极化Kupffer细胞数量在1天和第3天均高于PVL组和sham组(P<0.05),并且与M1型Kupffer细胞表达相关的细胞因子IL-6、TNF-α,和IL-1β在第1天处于高表达水平(P<0.05),第3天后开始回落到正常水平。残肝组织p-Akt、p-NF-κB蛋白水平在ALPPS组表达均高与其他两组,在第3天表达差异尤为明显(P<0.01)。在随后的PI3K通路抑制剂药物注射后,ALPPS+渥曼青霉素组肝脏再生低于ALPPS+PBS组,但高于PVL组(P<0.05)。同时抑制剂组的p-Akt,IL-6,TNF-α,IL-1β和i NOS蛋白水平有所下降(P<0.05),且M1型Kupffer细胞的数量也有所下降(P<0.05)。同时在细胞学水平上,通过LPS诱导极化的Raw264.7细胞,其高表达i NOS,即M1极化;通过IL-4诱导的Raw264.7细胞,其高表达Arg-1,即M2极化。并且在细胞免疫荧光单染上可以看出在M1极化的巨噬细胞高表达p-Akt、p-NF-κB。结论:以上结果揭示了在ALLPS术后,M1极化的Kupffer细胞通过分泌炎症因子IL-6,TNF-α,IL-1β和激活PI3K与NF-κB通路来促进肝脏快速的增生在较短的时间内,通过炎症免疫微环境介导肝脏的再生和肝细胞的增殖。
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