FAK在CCl4诱导大鼠肝纤维化和自发逆转肝组织中的动态表达及其与在体肝星状细胞增殖的关系

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_tangkai
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肝纤维化(hepatic fibrosis,HF)是肝脏对各种慢性损伤产生的一种修复反应,其主要病理特征是细胞外间质(extracellular matrix,ECM)在肝组织内的过度合成和异常沉积。当肝脏受到慢性损伤时,纤维组织生成,损伤因素若不及时去除,纤维组织则持续性增生,最终形成肝硬化。肝纤维化是肝硬化发展的必经途径,肝纤维化是可逆的,而肝硬化则难以逆转。因此,研究肝纤维化的发病机制,从而阻断甚至逆转肝纤维化至关重要。   肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)又称Ito细胞、储脂细胞、窦状隙周围细胞,位于窦周Disse间隙和肝细胞间窝内。正常情况下,HSCs处于静止状态,而当炎症、损伤等因素刺激时,HSCs被激活,产生大量以胶原为主的ECM成分和各种细胞因子。HSCs是肝脏纤维组织生成的主要细胞,其活化、增殖和迁移可以启动整个肝纤维化过程,是肝纤维化发生、发展的中心环节。α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smooth muscle actin,α-SMA)是HSCs一个激活标志物,正常肝脏中除了血管壁平滑肌细胞有少量表达外,其他肝脏细胞均无α-SMA表达。HSCs活化后难以恢复静止状态,肝脏主要通过细胞凋亡机制来去除活化HSCs,而这恰是肝纤维化发生逆转的关键所在。因此,如何抑制HSCs活化和增殖成为逆转肝纤维化的重要策略。   黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)是一种非受体胞质酪氨酸激酶,处于整合素和生长因子等多种信号传导通路的交汇点,其缺失或表达异常与多种肿瘤的发生发展密切相关。近年来,对FAK的研究已从肿瘤领域逐渐延伸至纤维化领域。在前期研究中,我们发现在胆总管结扎(bileduct ligation,BDL)大鼠肝纤维化模型中,FAK与在体大鼠HSCs活化和增殖呈正相关。而FAK在肝纤维化逆转中的表达改变尚未见报道。   目的:旨在阐明FAK在肝纤维化发展以及自发逆转过程中的动态表达,并探讨其动态表达与HSCs活化、增殖的关系,从而为寻求有效预防和逆转肝纤维化的新方法提供实验依据及理论基础。   方法:   ①72只健康成年雄性Wistar大鼠,随机分为模型组(24只)、逆转组(24只)和对照组(24只),采用四肢轮流皮下注射40% CCl4橄榄油溶液(2 ml·kg-1,每周2次)共5周,建立大鼠肝纤维化模型,成功建立动物模型后,停止应用CCl4并正常饲养5周,建立肝纤维化的自发逆转模型,正常大鼠作为对照组,造模过程中无大鼠死亡。   ②Haematoxylinand eosin staining(H&E染色)、Massons trichrome staining(MT染色)和天狼猩红染色方法观察肝脏病理学改变。   ③免疫荧光方法检测大鼠肝组织中FAK及α-SMA的表达。   ④采用免疫荧光双标记法利用激光扫描共聚焦显微镜测定在体活化HSCs中FAK及α-SMA的共表达改变。   ⑤Westernblot和real-time fluorescent quantitation PCR(real-time PCR)检测FAK蛋白及FAKmRNA在大鼠肝组织中的表达。   结果:   ①H&E、MT染色和天狼星红染色结果显示:CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型和自发逆转模型成功建立后,随着CCl4给药时间的延长,肝细胞变性坏死逐渐增多,且大鼠肝纤维化程度逐渐加重;在停止注射后,随着自发逆转时间延长,已形成的纤维组织逐渐减少,肝细胞逐渐恢复正常形态,再生肝细胞增多。   ②α-SMA免疫荧光染色显示:对照组正常大鼠肝组织中,α-SMA仅在血管壁平滑肌细胞有弱阳性表达,随着造模时间延长,α-SMA主要分布于纤维间隔、汇管区及增生的胆管周围细胞,造模1wk、3wk和5wk时大鼠肝组织内α-SMA累积阳性光密度值均显著高于正常对照组(1.01±0.02 vs0.69±0.02,1.24±0.03 vs0.69±0.02,1.55±0.03 vs0.69±0.02,P<0.01);且各组之间存在显著性差异(P<0.05)。而在自发逆转组,随着自发逆转时间的延长,造模Re1 wk、Re3wk和Re5wk免疫荧光结果显示α-SMA阳性表达均显著低于成功造模5wk组(1.41±0.02 vs1.55±0.03,1.19±0.01 vs1.55±0.03,0.98±0.03 vs1.55±0.03,P<0.01),各组之间有显著性差异(P<0.05)。   ③FAK免疫荧光染色显示:正常大鼠肝组织中FAK蛋白仅在肝窦周围细胞、血管内皮细胞处,随肝纤维化进展,FAK阳性细胞主要分布于纤维间隔、汇管区及增生的胆管周围细胞处。造模1 wk、3wk及5wk大鼠肝组织内FAK蛋白的阳性光密度值均显著高于正常对照组(0.90±0.03 vs0.56±0.03,1.12±0.03 vs0.56±0.03,1.45±0.03 vs0.56±0.03,P<0.01);各组之间存在显著性差异(P<0.05)。在逆转组,随着停药时间的延长,FAK蛋白表达均显著低于成功造模5 wk组(1.31±0.02 vs1.45±0.03,1.08±0.04 vs1.45±0.03,0.85±0.02 vs1.45±0.03,P<0.01),由肝小叶其它部位逐渐减少到肝窦周围细胞及血管内皮细胞周围;各组之间均有显著性差异(P<0.05)。   ④Western blot分析显示,造模1 wk、3wk及5 wk大鼠纤维化肝组织中FAK蛋白表达量均显著高于正常对照组(0.42±0.01 vs0.32±0.02,0.51±0.01 vs0.32±0.02,0.64±0.02 vs0.32±0.02,P<0.01);且各组之间比较也均有显著性差异(P<0.05),即大鼠肝纤维化程度越重FAK蛋白表达越多。在逆转组,造模Re1wk、Re3wk及Re5wk中FAK蛋白表达量均显著低于成功造模5wk组(0.58±0.02 vs0.64±0.02,0.49±0.01 vs0.64±0.02,0.40±0.01 vs0.64±0.02,P<0.01),呈逐渐降低的趋势,且各组之间具有显著性差异(P<0.05);   ⑤实时荧光定量PCR结果显示,造模1 wk、3wk及5wk肝组织中FAK mRNA相对对照组的表达倍数分别为(4.32±0.08,9.04±0.10,13.12±0.14),均显著高于对照组,P<0.01;且各组之间随肝纤维化的加重而逐渐增高(P<0.05)。而在逆转Re1wk、Re3 wk及Re5 wk中,FAK mRNA的相对表达倍数分别为(10.58±0.12,7.74±0.08,3.98±0.04,P<0.01),逐渐降低,各组之间均有显著性差异P<0.05);   ⑥FAK和αSMA在HSCs的共表达产物,主要存在于活化的HSCs细胞浆中,且共表达区域主要集中在纤维间隔、汇管区及增生的胆管周围细胞,共聚焦激光扫描显微镜图像分析结果显示,造模1wk、3wk及5wk大鼠肝组织中FAK表达阳性的活化HSCs占总的活化HSCs的比例分别为(0.63±0.04,0.81±0.03,0.98±0.03)。即随着肝纤维化的进展,活化HSCs中FAK表达逐渐升高。在逆转Re1wk、Re3 wk及Re5 wk组中,活化HSCs中FAK表达逐渐减少,并且具有显著性差异(0.94±0.02,0.77±0.02,0.52±0.03,P<0.01);   ⑦FAK免疫荧光染色结果与α-SMA免疫荧光染色结果、FAK阳性的活化HSCs比例进行Pearsons相关性分析,分析结果显示,大鼠纤维化肝组织中FAK表达与α-SMA的表达呈显著性正相关,与FAK阳性的活化HSCs比例呈显著性正相关,r值分别为0.995、0.973,P<0.01。   结论:CCl4诱导的大鼠肝纤维化病变进展中肝组织的HSCs活化、增殖,FAK的表达及其活化HSCs中FAK表达升高,而停药后的自发逆转进程中肝组织的HSCs活化、增殖,FAK的表达及其活化HSCs中FAK表达减少,提示FAK可能促进HSCs的活化、增殖,成为治疗肝纤维化的新靶点。  
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