论文部分内容阅读
背景应激性溃疡(stress ulcer, SU)是临床上危重病患者常见的并发症,其主要发病机制是应激状态下,神经内分泌功能失调,胃粘膜微循环障碍,局部缺血缺氧,粘膜防御屏障遭到破坏,进展形成溃疡。目前预防和治疗SU的临床常用药物为抑酸药,而从SU发病机制角度靶向增加胃粘膜血流的药物研究甚少。低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1, HIF-1)作为细胞内的一种核转录因子,可靶向调控多种基因的表达发挥生物学效应,如血管生成、糖代谢和细胞增殖等。HIF-1是由细胞质中氧浓度敏感的α亚基和细胞核中结构性表达的p亚基组成的异源二聚体。HIF-1α的稳定和合成受到细胞氧浓度、pH、生长因子等多种因素的调节。因此推测SU可能诱导胃粘膜HIF-1α表达增加,启动机体自我保护机制。然而,目前以HIF-1α为作用靶点治疗SU的药物少有研究。胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor1, IGF-1)是一类促进细胞生长、具有胰岛素样代谢效应的因子。研究发现,体外培养胃粘膜上皮细胞,给予外源性IGF-1可增强上皮细胞的迁移、增殖及HIF-1α的表达。然而外源性IGF-1能否通过调控HIF-1α蛋白表达影响粘膜血流,促进SU胃粘膜愈合的体内研究甚少。磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3-kinases, PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B, Akt)通路是细胞内重要的信号通路,与细胞增殖、凋亡、肿瘤发生等有着重要作用。既往研究发现,IGF-1通过PI3K及MAPK信号通路调节结肠癌细胞HIF-1α、VEGF的表达,促进肿瘤血管生长。本研究试图探讨在大鼠SU的体内实验中,PI3K/Akt信号通路是否参与外源性IGF-1对胃粘膜HIF-1α表达的影响,从而进一步了解IGF-1的胃粘膜保护作用机制。目的通过水浸-束缚应激法建立大鼠SU模型,探讨外源性IGF-1对SU大鼠胃粘膜HIF-1α表达的影响及其可能的作用机制,进一步研究IGF-1的胃粘膜保护作用。方法1实验一：应用水浸-束缚应激(water-immersion and restraint stress, WRS)方法建立大鼠SU模型,依据不同水浸时间,将30只雄性SD大鼠随机(随机数字法)分为5组(n=6),分别为Oh(Con)组、2h(W2)组、4h(W4)组、6h(W6)组、8h(W8)组。测定各组大鼠应激后胃液pH值、胃粘膜血流量(gastric mucosal blood flow, GMBF)、溃疡指数(ulcer index, UI),观察大鼠胃粘膜大体观,采用Westernblot方法检测各组大鼠胃粘膜组织中HIF-1α、VEGF的表达水平。2.实验二：根据外源性IGF-1不同处理剂量,将雄性SD大鼠24只随机分为4组(n=6),WRS (W)组、WRS+IGF-125 μg/kg(WI 1)组、WRS+IGF-150 μg/kg (WI2)组、WRS+IGF-1100 μg/kg(WI 3)组。WRS组应激时间选择实验一中水浸后胃粘膜损伤最明显时间点。测定各组大鼠胃液pH值、GMBF、UI,观察胃粘膜大体观,Westernblot检测胃粘膜HIF-1α、VEGF的表达变化。3.实验三：雄性SD大鼠30只,随机分为5组(n=6),分别为正常对照(Con)组、WRS (W)组、WRS+IGF-1 (WI)组、WRS+LY294002 (WL)组和WRS+IGF-1+LY294002 (WIL)组。WI组外源性IGF-1剂量选择实验二中改善胃粘膜损伤情况的最佳剂量,LY294002为PI3K特异性抑制剂。测定各组大鼠胃液pH值、GMBF、UI,并观察胃粘膜大体观及光镜下组织病理学形态变化。Westernblot检测各组大鼠胃粘膜HIF-1α、VEGF、p-Akt、t-Akt的表达水平。结果1.实验一：随着水浸时间延长,大鼠胃液pH值、GMBF明显降低、UI逐渐增加(P<0.05),HIF-1α、VEGF表达逐渐增加(P<0.05),W8组胃粘膜损伤最明显,证实WRS法能够诱导胃粘膜损伤及HIF-1α的表达。2.实验二：IGF-1处理组相比W组大鼠胃液pH值、GMBF有所增加、UI减少,但WI 1组与W组结果差异未见显著统计学意义(P>0.05),WI 2、WI 3组均存在统计学差异(P<0.05)；HIF-1α、VEGF随IGF-1剂量的增加表达水平明显升高(P<0.05),且一定程度上呈剂量依赖性,表明IGF-1能够通过上调HIF-1α表达发挥胃粘膜保护作用。3.实验三：与W组比较,WI组胃液pH值、GMBF增加,而UI降低,同实验二结果相一致,胃粘膜p-Akt表达水平升高,HIF-1α、VEGF表达明显增加(P<0.05),说明外源性IGF-1可能通过激活胃粘膜细胞PI3K/Akt信号通路上调HIF-1α蛋白表达；WIL组相比于WI组,胃液pH值、GMBF减少,但UI有所增加(P<0.05),胃粘膜p-Akt表达水平降低,同时HIF-1α、VEGF表达减少(P<0.05),表明给予PI3K抑制剂LY294002阻断了PI3K/Akt信号通路后有效的降低了HIF-1α的表达,减弱了IGF-1胃粘膜保护作用。结论外源性IGF-1通过激活PI3K/Akt信号通路上调SU大鼠胃粘膜HIF-1α的表达,增加胃粘膜血流,促进溃疡愈合,发挥胃粘膜保护作用。