大承气汤干预重症急性胰腺炎并发肝损伤的作用机制
2020-02-18孙文杰陈亚峰李红昌曹亦军奉典旭
孙文杰,陈亚峰,李红昌,刘 欢,李 劼,曹亦军,陈 腾,奉典旭
(上海中医药大学附属普陀医院,上海 200062)
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是胰腺的急性炎症反应,因其往往会影响多个器官功能,现在越来越多专家认为AP 是一种全身性疾病,并且有20%~30%的AP 患者病情恶化为重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)[1],造成多个器官的功能障碍。肝损伤是SAP 常见的并发症之一,临床回顾性观察分析显示[2],肝衰竭是SAP 患者死亡的主要影响因素之一,因此对SAP 合并肝损伤的防治有着较大意义。
程序性坏死作为一种可以引发炎症反应的细胞死亡方式,其主要是在TNF-α 诱导下,由受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein3,RIP3)进行调控[3]。近年来研究表明,程序性坏死主要执行蛋白RIP3 在急性肝损伤中也起着重要作用[4-5],其可以通过多种途径加剧肝损伤。
大承气汤是中医经典的通里攻下方剂,源自汉代《伤寒论》,由大黄(君)、芒硝(臣)、枳实(佐使)、厚朴(佐使)组成,主要用于治疗一些腹部疼痛性疾病。大承气汤对A P 的治疗作用已在临床及基础研究中得到验证,并且基于该方临床还研究出一些类方[6]。近年来也有专家探讨大承气汤或大黄主要成分在防治SAP 引起肝损伤中的作用[7-8],进一步扩大了其应用范围。课题组前期发现,在SAP 动物及细胞模型中,大承气汤可以通过干预胰腺腺泡细胞程序性坏死来减轻胰腺损伤,近期研究发现,大承气汤在防治SAP 加重过程中,也可以通过抑制RIP3-MCP1 信号通路减轻SAP 合并的肝损伤。
1 材料
1.1 动物 40 只健康雄性C57BL/6 小鼠,体质量(18±2)g,SPF 级,8 周龄,购于上海斯莱克公司,生产许可证号SCXK(沪)2017-0002。
1.2 药物 大承气汤由生大黄(600 g)、芒硝(300 g)、枳实(600 g)、厚朴(1 200 g)组成,以上药材均购于上海康桥中药饮片有限公司,经上海中医药大学中药学院崔波老师鉴定为正品,并经甲醇超声提取60 min,其具体制作方法同Pan 等[9]报道,获得大承气汤固体颗粒246 g(得率9.11%),最终用生理盐水分别配置成0.25、0.5、1 g/mL。
1.3 试剂 雨蛙素(批号SLBS3844)、脂多糖(批号L-2800)购自美国Sigma 公司;所有ELISA 试剂盒,包括淀粉酶(批号ab36345)、TNF-α(批号ab35884)、ALT(批号E4324)、AST(批号E4320)均购自杭州联科生物技术股份有限公司;RIPA 裂解液(中)(批号P0013C)、PMSF(批号ST506)、蛋白酶抑制剂(批号P1031)、磷酸酶抑制剂(批号P1082)均购上海碧云天生物科技有限公司;所有抗体,包括RIP1(批号ab42125)、RIP3(批号ab56164)、TNF-α(批号ab6671)、MCP1(批号ab9669)、GAPDH(批号ab181602)抗体均购自英国Abcam 公司。
1.4 仪器 酶标仪、双向电泳仪、PCR 基因扩增仪(美国Bio-Rad 公司);石蜡组织块包埋机、病理切片机(德国Leica 公司);Real time PCR 扩增仪(美国 Applied Biosystems 公司);WB 显影仪(上海培清科技有限公司)。
2 方法
2.1 造模、分组及给药 将小鼠随机分为正常组、模型组及大承气汤组低、中、高剂量(5、10、20 g/kg),每组8只(剂量使用按小鼠体表面积剂量换算法获得)。各组小鼠造模前12 h 及造模后予以禁食(自由饮水),正常组腹腔内注射生理盐水0.1 mL/10 g,共6 次(间隔时间1 h);模型组腹腔连续6 次注射雨蛙素(50 μg/kg),最后2 次联合注射脂多糖(7.5 mg/kg),具体方法同Chen 等[10]报道;大承气汤组在模型组的基础上,于造模前30 min 及造模后3、6 h 用不同剂量大承气汤灌胃3 次,给药体积为20 mL/kg,并于造模后10 h 采集样本。
2.2 血清炎症因子检测 实验结束后小鼠摘除眼球取血,并迅速处死,分离上层血清后根据ELISA Kit 说明书,分别检测淀粉酶、TNF-α、ALT、AST 水平。
2.3 胰腺、肝脏组织病理变化观察 取各组小鼠胰腺、肝脏组织,通过10%中性甲醛固定,梯度脱水后用二甲苯透明,用石蜡包埋,进行切片(厚度5 μm),然后HE 染色,最后在光学显微镜下观察胰腺及肝组织病理变化,分别根据其病变程度(水肿、炎症及坏死等)进行评分,具体病理评分标准分别参考Schmidt[11]、Camargo[12]报道。
2.4 肝组织RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白及mRNA 表达检测 剪取适量小鼠肝组织,分别提取总蛋白及RNA,BCA 蛋白定量、RNA 浓度检测后,根据相应试剂盒操作说明进行Western blot 和RT-PCR 法以检测相应蛋白和基因表达情况。引物由Sangon Biotech 公司合成,序列见表1。
表1 引物序列
3 结果
3.1 大承气汤对血清淀粉酶、TNF-α、ALT、AST 的影响 由表2 可知,模型组小鼠血清淀粉酶、TNF-α、ALT、AST 水平较正常组升高(P<0.01),血清指标表现出SAP合并肝损伤模型;在低、中、高大承气汤组中,这些指标均有一定的好转(P<0.01),并且在高剂量效果最明显。
通过教师课程统计、日语课程内容分析、课程消费投入三个表格和数据分析可以看出语言方面的课程最受欢迎,包括语音语法能力考等等。在这一部分力求从授课老师与课程内容两个角度来进行分析。
表2 大承气汤对血清淀粉酶、TNF-α、ALT、AST 水平的影响(±s,n=8)
表2 大承气汤对血清淀粉酶、TNF-α、ALT、AST 水平的影响(±s,n=8)
注:与正常组比较,##P<0.01;与模型组比较,**P<0.01。
3.2 大承气汤对SAP 小鼠胰腺及肝脏病理的影响 由图1、表3 可知,正常组小鼠胰腺、肝组织叶间隙分布均匀,无水肿及炎性渗出;模型组小鼠胰腺及肝组织叶间隙扩张,小叶内弥散炎性细胞,病理评分均高于正常组(P<0.01);大承气汤组小鼠可不同程度减轻胰腺和肝脏的病理损伤(P<0.01),并且在高剂量下效果最明显。
图1 各组小鼠胰腺及肝脏HE 染色(×200)
表3 各组小鼠胰腺及肝脏病理评分(±s,n=8)
表3 各组小鼠胰腺及肝脏病理评分(±s,n=8)
注:与正常组比较,##P<0.01;与模型组比较,**P<0.01。
3.3 大承气汤对肝脏RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白表达的影响 由图2、表4 可知,与正常组比较,模型组RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,大承气汤各组可降低肝脏RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白表达(P<0.01),且剂量越高效果越明显,而RIP1 蛋白表达未见差异(P>0.05)。
图2 各组肝脏RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白表达
表4 大承气汤对RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白表达的影响(±s,n=8)
表4 大承气汤对RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白表达的影响(±s,n=8)
注:与正常组比较,##P<0.01;与模型组比较,**P<0.01。
3.4 大承气汤对肝脏RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 mRNA表达的影响 表5 显示,与正常组比较,模型组RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 mRNA 表达升高(P<0.01);与模型组比较,大承气汤组RIP3、TNF-α、MCP1 mRNA 表达降低(P<0.01),且剂量越高效果越明显,而RIP1 mRNA 表达未见差异(P>0.05)。
表5 大承气汤对RIP1、 RIP3、 TNF⁃α、 MCP1 mRNA 的影响(±s,n=8)
表5 大承气汤对RIP1、 RIP3、 TNF⁃α、 MCP1 mRNA 的影响(±s,n=8)
注:与正常组比较,##P<0.01;与模型组比较,**P<0.01。
4 讨论
因胰腺与肝脏的解剖位置毗邻,SAP 发生时胰腺所产生的炎症介质可以通过门静脉直接损伤肝细胞,继而肝脏产生更多的炎症因子参与到SAP 相关的局部和全身炎症反应中,使得肝损伤成为AP 发展为SAP 及死亡的重要因素[13]。研究表明[13-14],在SAP 早期阶段,肝脏可以因刺激而产生TNF-α,而TNF-α 作为促进细胞死亡的主要炎症介质,在不同的模型中可以分别启动RIP1 调控的细胞凋亡或RIP3 调控的细胞程序性坏死。研究也表明[14-15],程序性坏死对AP 的轻重程度有重要影响,在雨蛙素诱导的AP模型中,RIP3 基因过表达往往引起胰腺腺泡细胞坏死,并且RIP3 基因的缺失可以降低AP 的严重程度,而RIP1 作为介导凋亡、坏死必须参与的基因,往往在轻症AP 中高表达,在SAP 中表达降低。
近年来研究表明[16-17],程序性坏死在肝损伤模型中也发挥着一定的作用,正常肝脏组织表达RIP1 与RIP3 极低,我们的实验结果与相关文献报道的相一致,并且在不同的模型中RIP1 与RIP3 对肝损伤的作用不同。M Deutsch 研究发现[4],在不同的肝损伤模型中,阻断RIP3 均可一定程度的减轻肝损伤,而RIP1 的阻断则会加重肝损伤;Wei S等[5]报道RIP3 缺陷可通过ROCK1 调节TLR4-NF-κB 信号通路,导致巨噬细胞炎症减少,以此减轻肝损伤。本实验初步证实程序性坏死关键基因RIP3 在雨蛙素联合脂多糖诱导的SAP 并发肝损伤小鼠发病机制中有着重要作用,其机制可能是TNF-α 启动的RIP3-MCP1 炎症信号通路,进而引起ALT、AST 等促炎因子介导机体免疫应答,引起一系列炎症反应,这也提示药物若能在早期干预,可通过有效阻止RIP3-MCP1 信号通路激活来避免或减轻SAP 合并的肝损伤。
另外,值得注意的是,虽然有研究显示大黄可引起一定的肝损伤[19],但也有学者基于代谢组学[20],发现在肝纤维化大鼠模型中,大黄又能减少ALT 及AST 含量,表明了大黄对于肝功能的双向调节作用[21]。
本研究显示,在SAP 合并肝损伤模型中,RIP1、RIP3、TNF-α、MCP1 基因显著上调,而大承气汤能通过抑制肝脏RIP3、TNF-α、MCP1 蛋白及mRNA 表达,下调血清淀粉酶、TNF-α、ALT、AST 水平,其机制可能是通过调控RIP3-MCP1 信号通路进而抑制炎性细胞因子分泌,最终减轻SAP 小鼠模型的肝损伤程度。但大承气汤成分繁杂,其在不同模型中对SAP 并发肝损伤的作用靶点也可能会有不同,并且RIP3-MCP1 信号通路在临床中的作用也仍需进一步验证,所以大承气汤在治疗SAP 合并肝损伤中的研究仍有待深入探索。