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[目的]肝切除术后肝功能不全(Posthepatectomyliverdysfunction,PLD)仍然是影响患者围手术期恢复及术后生存的重要原因,尤其是接受半肝切除等大范围肝切除术的患者。发掘有效促进肝再生的药物具有重要的临床价值。美洲大蠊提取物(Periplaneta Americana extracts,PAEs)广泛用于促进皮肤创伤修复,疗效显著;此外,PAEs还有保护肝脏、抗炎、保护心脏、抗纤维化等作用。因此,我们推测PAEs可能对肝细胞再生具有促进作用,在本课题中探索:①PAEs能否促进小鼠70%肝部分切除(paritalhepatecotomy,PH)后肝细胞再生;②运用转录组学高通量测序技术探寻PAEs促进小鼠70%PH后肝细胞再生的主要差异基因及信号通路;③研究PAEs促进小鼠70%PH后肝细胞再生的具体作用机制。[方法]1.确定PAEs促进小鼠70%肝切除后肝细胞再生的表型体内实验,将C57/BL6J雄性小鼠,随机分为5组:正常对照组(NC);70%PH模型+生理盐水对照组(NS);70%PH模型+PAEs 200 mg/kg/d组(PAEs200)、70%PH模型+PAEs400mg/kg/d 组(PAEs400)、70%PH模型+PAEs 800mg/kg/d组(PAEs800)。按时取小鼠肝组织,计算肝再生率、观察肝脏组织学改变、观察肝组织中Ki67的阳性表达情况。体外实验,培养人正常肝细胞株L02,常规及血清饥饿条件下不同浓度PAEs处理,CCK-8法检测细胞增殖情况。2.运用RNA-seq技术,探寻PAEs促进小鼠PH后肝细胞再生的主要信号通路使用转录组学高通量测序技术检测NC、NS、PAEs400及PAEs800四组小鼠的新鲜肝脏组织,对检测获得的数据进行基因比对、差异表达分析、GO分析、KEGG Pathway分类富集等。3.研究PAEs促进小鼠70%PH后肝细胞再生的具体作用机制使用Western Blotting及免疫组织化学标记检测各组小鼠肝组织中Cyclin D及PI3K/Akt/mTOR信号通路相关因子的变化;PAEs、MK-2206(AKT抑制剂)、Rapa(mTOR抑制剂)、MK-2206+PAEs、Rapa+PAEs处理血清饥饿的肝细胞L02,CCK8检测细胞增殖情况;流式方法检测细胞周期变化;q-PCR、Western Blotting和免疫荧光检测各组肝细胞中PI3K/Akt/mTOR信号通路相关因子的具体变化。[结果]1.PAEs通过促进肝细胞增殖促进小鼠70%肝切除后肝再生(1)体内实验研究结果小鼠70%PH后48h剩余肝组织体积增大,肝脏再生。中、高剂量PAEs实验组与NS组之间肝再生率的差异具有显著性(P<0.05),具有统计学意义。组织学观察,发现:NC组结构清晰,肝细胞排列整齐,大小较为一致,极少数肝细胞为双核;NS组出现部分肝细胞水肿、肝细胞排列局部紊乱,出现较多的核分裂像,双核肝细胞数量略增多;PAEs干预后,尽管核分裂像显著减少,但随剂量增加,PAEs组双核肝细胞的数量逐渐增多,尤其以PAEs800组最为显著。PAEs各组肝组织中Ki67阳性率较NS组增高,尤其以PAEs800mg组最为显著。(2)体外实验研究结果体外实验显示,中剂量PAEs可有效促进L02细胞增殖(P<0.01),而高剂量PAEs有细胞毒性。2.运用RNA-seq技术,探寻PAEs促进小鼠PH后肝细胞增殖的主要信号通路通过转录组学高通量测序技术检测到11,986个转录本,在PAEs400/NS和PAEs800/NS的显著差异基因交集中共有的1,092个已报告的基因,进行KEGG Pathway分类后,对Cellular Processes筛选得到的153个基因进行KEGG Pathway富集(Q value<0.05),发现PAEs可能通过复杂的信号网络发挥作用,其中变化最为显著、涉及基因改变最多的是PI3K-AKT信号通路。3.研究PAEs促进小鼠70%PH后肝细胞再生的具体作用机制(1)体内实验研究结果肝脏组织的Western Blotting和免疫组织化学标记检测结果显示:Cyclin D、AKT、PI3K表达量在NS组较NC组显著增高;PAEs干预后,Cyclin D、AKT、PI3K表达量在PAEs组较NS组显著降低;肝脏的p-S6K、p-mTOR表达量在NS组较NC组显著增高;PAEs干预后,p-S6K、p-mTOR表达量在PAEs400/PAEs800组较NS组显著降低。(2)体外实验研究结果①CCK8检测细胞增殖情况:PAEs能够促进和加速肝细胞增殖,逆转MK-2206、Rapa 对 PI3K/Akt/mTOR 信号通路的抑制。②q-PCR检测结果:mRNA水平研究发现PAEs组的AKT、mTOR、cyclinD、Ki67的mRNA转录水平较血清饥饿组(SS组)增加,运用MK-2206或Rapa后,AKT、mTOR、cyclinD、Ki67的mRNA转录水平显著下降,两种抑制剂分别联合PAEs使用后,能够部分逆转由MK-2206或Rapa导致的AKT、mTOR、cyclinD、Ki67 的 mRNA 转录下降。③Western Blotting和免疫荧光检测结果:蛋白水平研究发现PAEs组肝细胞的 Cyclin D、Ki67、p-AKT(S473)、p-AKT(T308)、PI3K、p-mTOR(S2448)、p-4E-BP1(T37/46)、p-S6K的蛋白表达水平较SS组增加,运用抑制剂MK-2206或Rapa后,上述因子的蛋白表达水平出现不同程度的下降,两种抑制剂分别联合PAEs使用后,能够不同程度逆转由MK-2206或Rapa导致的部分因子的蛋白水平下降。④流式细胞仪检测细胞周期变化:发现PAEs能够通过影响体外L02细胞G1期向S期转化促进细胞增殖。[结论]1.小鼠70%PH术前即开始持续一段时间使用一定剂量的PAEs,可有效促进术后小鼠肝细胞再生。2.PAEs可通过复杂的网络加速小鼠70%PH后肝细胞增殖并促进肝脏再生;其中PI3K/AKT/mTOR信号通路是PAEs调节肝细胞周期,促进肝细胞增殖从而加速小鼠肝细胞再生进程的最主要信号通路之一。