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目的:探讨大鼠肝脏缺血再灌注损伤过程中细胞凋亡和自体吞噬的作用。
方法:采用雄性SD大鼠,建立大鼠肝脏部分缺血再灌注模型,随机分为正常假手术组(N组;n=10),缺血30分钟再灌注组(S组;n=40)、缺血60分钟再灌注组(L组;n=40),后两组分别于再灌注0点、3小时、24小时、48小时设计4个观察点(A、B、C、D点),每组10只大鼠。采用全自动生化分析仪检测大鼠血清中ALT和AST的活性。肝脏组织HE染色后于×400倍的光镜下观察组织形态学变化。采用双抗体夹心ABC-ELISA法检测相关细胞因子TNF、IL-8、IL-2的变化情况。TUNEL染色观察细胞凋亡并计算调亡指数,镜下记数时,每个标本观察4张切片;每张切片随机选择10个视野,先在低倍显微镜下统计该视野中的细胞总数并找出被标记的细胞,然后经高倍显微镜(×400倍)下计数每张切片凋亡阳性细胞核数目及其与总细胞核数目比例,取其平均值为细胞凋亡指数(APOⅠ)。采用Western-Blot方法对自体吞噬(简称自噬)进行半定量分析,蛋白条带用Totallab软件(2.01版)检测,以IOD值(积分光密度值)代表蛋白表达的强度,以目的蛋白与内参照蛋白(GADPH)的IOD比值作为目的蛋白表达水平的参数,用目的蛋白的表达量来反映自噬反应情况。对各组数据进行正态性检验,两组计量资料间比较用T检验,三组计量资料间比较用方差分析,计数资料间比较行卡方检验。P值<0.05认为有统计学差异,所有统计分析均使用正版SPSS11.0统计分析软件完成。
结果:组织形态学观察发现:在肝脏缺血再灌注损伤过程中,随着时间的延长,肝组织损伤逐渐加重,再灌注24小时后达到高峰,而再灌注48小时后开始出现肝细胞的增殖修复。缺血60分钟手术组较缺血30分钟组肝脏损伤普遍严重。电镜下观察发现:在肝脏缺血再灌注损伤过程中,有明显的细胞凋亡和自噬现象。在缺血再灌注3小时后,即可观察到细胞凋亡,并随时间推移而逐步增加。自噬现象出现较细胞凋亡为早,缺血30分钟手术组和缺血60分钟手术组存在明显差异,其中缺血30分钟手术组自噬更为活跃,再灌注3小时后自噬最明显,而再灌注24小时后自噬则明显减少,但再灌注48小时后又可以观察到自噬情况有所恢复。肝缺血再灌注发生后两组ALT、AST、TNF、IL-8、IL-2检测结果皆升高,并随时间推移而进一步增高,缺血30分钟手术组ALT、AST结果峰值出现于术后3小时,而后ALT、AST检测结果呈逐步减低,缺血60分钟手术组ALT、AST峰值出现于术后24小时,而在术后48小时两组ALT、AST检测结果皆较前有明显减低。两组TNF、IL-8、IL-2监测结果峰值皆出现于缺血发生后3小时,随后TNF、IL-8、IL-2检测结果逐步减低。缺血30分钟组、缺血60分钟组术后不同时间点凋亡指数均较对照组增高,其差异具有统计学意义(p<0.01)。缺血30分钟组、缺血60分钟组术后凋亡指数随时间变化而增高,其差异均具有统计学意义(P<0.01),同一时间点缺血30分钟组凋亡指数均较缺血60分钟组凋亡指数减低,其差异均具有统计学意义(p<0.01)。缺血30、60分钟手术组不同时间点凋亡指数与相同时间点ALT、AST、IL-8、TNF及IL-2检测结果均无明显相关性(p>0.05)。缺血30分钟组、缺血60分钟组术后不同时间点LC3检测均较对照组增高,其差异具有统计学意义(p<0.01)。缺血30分钟组、缺血60分钟组术后LC3随时间变化而增高,其峰值均出现于术后3小时,而后均随时间推移而明显减低,其差异均具有统计学意义(p<0.01),同一时间点缺血30分钟组LC3均较缺血60分钟组LC3升高,其差异均具有统计学意义(p<0.01)。缺血再灌注30分钟组LC3随时间变化与ALT、AST、IL-2相关性检测结果具有统计学意义,相关系数分别为0.6732(p<0.01);0.5715(p<0.05);0.7548(p<0.01)。缺血再灌注60分钟组LC3随时间变化与AST、IL-8、IL-2相关性检测结果具有统计学意义,相关系数分别为0.5050(p<0.05);0.7542(p<0.01);0.5872(p<0.05)。缺血30分钟组和缺血60分钟组LC3变化与相应凋亡指数变化相关性均不具有统计学意义(p>0.05)。
结论:细胞凋亡是肝脏缺血再灌注后肝脏组织、细胞损伤的重要表现形式。而自体吞噬出现在肝脏缺血再灌注损伤过程中损伤早期及晚期修复过程中,可能是细胞对损伤刺激的应激反应,提示自体吞噬可能在缺血再灌注损伤中起保护作用。针对细胞凋亡及自噬的干预可能为肝脏缺血再灌注损伤的治疗提供新的治疗思路。