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目的:观察急性肝损伤及肝纤维化时肝脏微血管的病理变化,探讨扶正化瘀方及其主效药物对微血管病变及肝窦内皮细胞损伤的影响与作用机制,以及该方补虚化瘀中药影响肝脏微血管病变的作用特点。
方法:本论文分为三个部分。
1.脂多糖/D-半乳糖胺诱导小鼠急性肝损伤模型,随机分成正常组,模型组,扶正化瘀方药组(虫草菌丝组,丹参组,虫草加丹参组,扶正化瘀方组),另设基质金属蛋白酶抑制剂对照组(菲罗啉组)。虫草菌丝、丹参、扶正化瘀方、菲罗啉提前三天预防用药。试剂盒法检测血清肝功能、过氧化损伤指标;HE染色观察肝组织病理形态改变;荧光原位明胶酶谱法分析明胶酶活性变化;扫描和透射电镜观察肝窦壁的变化,银染法观察肝组织网状支架变化;免疫组化法和免疫印迹法检测肝组织血管细胞粘附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)、细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)蛋白表达与分布。
2.二甲基亚硝胺腹腔注射复制大鼠肝纤维化模型,分为正常组、模型组及扶正化瘀方组;扶正化瘀方组在成模后即第5w给予扶正化瘀方治疗,共4w。天狼星红胶原染色观察肝组织胶原沉积;采用CD31、第八因子相关抗原抗体免疫组化染色计算微血管密度(microvessel density,MVD)及免疫印迹半定量分析的方法观察肝组织血管生成变化;免疫组化染色观察肝组织缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducing factor-1α,HIF-1α)、VCAM-1、ICAM-1蛋白表达与分布;免疫印迹法分析肝组织HIF-1α、VCAM-1、ICAM-1、血管内皮生长因子-A(vascularendothelialgrow factor,VEGF-A)、血管内皮细胞生长因子受体-2(vascularendothelial grow factor receptor-2,VEGFR-2)蛋白表达;生化及荧光原位明胶酶图法分析明胶酶活性变化;Real-time PCR法分析肝组织HIF-1α mRNA表达。
3.原位灌流、离心淘洗法分离肝窦内皮细胞(liver sinusoid endothelial cell,LSEC),原代培养。以150μM CoCI2刺激LSEC24h诱导缺氧模型,分为模型组、扶正化瘀方药组(虫草组、丹参组、虫草加丹参组及扶正化瘀组),扶正化瘀方药组添加5%相应药物血清培养,模型组添加5%正常大鼠血清,另设正常组作为对照。倒置显微镜观察LSEC形态;扫描电镜观察LSEC窗孔结构鉴定细胞;吞噬试验及免疫荧光法鉴定LSEC纯度;Alarmar blue法检测LSEC活力;免疫荧光法观察LSEC CD44、CD31、vWF、VCAM-1、ICAM-1的表达;免疫印迹法分析LSEC CD44、CD31、vWF、ERK2、p-ERK的蛋白表达。
结果:
1.与正常组相比,急性肝损伤模型组小鼠血清ALT/AST水平明显升高、肝组织过氧化损伤严重;肝窦损伤、红细胞外溢、肝窦内皮窗孔扩大;肝组织MMP-2/9活性升高,网状支架破坏;VCAM-1/ICAM-1蛋白表达增高。与模型组相比,扶正化瘀方药组小鼠血清ALT/AST、肝组织炎症、过氧化损伤均明显改善;MMP-2/9活性显著抑制,网状支架结构破坏改善;VCAM-1/ICAM-1蛋白表达降低。其中,虫草减少肝组织VCAM-1/ICAM-1蛋白表达、降血清ALT/AST的作用较丹参明显,而丹参抗脂质过氧化损伤的效果较虫草好,扶正化瘀方效果最为明显。
2.与正常组相比,肝纤维化模型组大鼠肝组织微血管生成显著增加;HIF-1α表达升高,MMP-2/9活性增强,VCAM-1、ICAM-1、VEGF-A及其受体蛋白表达增加。与模型组相比,扶正化瘀方组大鼠肝组织胶原沉积明显改善,微血管生成减少:肝组织HIF-1α的表达下调,MMP-2/9活性明显抑制,VCAM-1、ICAM-1、VEGF-A及其受体蛋白表达降低。
3.与正常组相比,CoCl2诱导的缺氧模型组LSEC活力明显降低;HIF-1α表达升高,CD44蛋白表达减少,CD31、vWF蛋白表达增加;ERK蛋白表达无明显变化,p-ERK蛋白表达升高。与模型组相比,扶正化瘀方药组LSEC的活力明显改善,HIF-1α表达下调,CD44蛋白表达升高,CD31、vWF蛋白表达减少;ERK蛋白表达无明显变化,p-ERK蛋白表达下降。其中,虫草升高缺氧LSECCD44、降低CD31、vWF蛋白表达的效果较丹参好,而丹参提高缺氧LSEC活力的作用较优,扶正化瘀方效果最好。
结论:
1.扶正化瘀方及其主效药物均可保护微血管破坏,同时降低血清肝功能水平、改善肝组织炎症,这可能与抗肝组织过氧化损伤、抑制MMP-2/9活性、保护肝窦内皮及内皮下基膜结构、减少粘附分子表达有关。其中补虚药物(虫草菌丝)减少内皮粘附分子表达、降血清肝功能的作用优于丹参,而丹参抗过氧化损伤和抑制MMP-2/9活性作用较好。虫草菌丝和丹参合用较单味药效果好,扶正化瘀方全方效果最为明显。
2.下调肝组织HIF-1α的表达,降低MMP-2/9活性及血管生成因子的表达,从而抑制血管病理生成,是扶正化瘀方抗肝纤维化的重要作用机制。
3.扶正化瘀方及其主效药物可改善缺氧损伤LSEC的活力、抑制细胞粘附分子高表达及去分化等表型改变,重要机制在于下调其HIF-1α表达及ERK磷酸化。其中,虫草菌丝下调HIF-1α表达作用较强,而丹参抗细胞缺氧损伤及降低ERK磷酸化水平作用较优,而合用具有较好的综合作用。