摘要重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是一种严重危及生命的全身性疾病,起病急,病情重,并发症多,病死率达20%-30%,该病早期即可累及肺、肾、肝等胰外脏器,导致多器官功能障碍综合征(multi-organ dysfunction syndrome,MODS),竞而发展为多脏器的功能衰竭(multi-organ failure,MOF)。尽管肝脏有较强的代偿和再生能力,肝功能异常仍会时常出现,而且是SAP进展过程中的一个致命的并发症,提示该病预后不良。由于胰腺血液在回流心脏前需经过肝的代谢和处理,而肝巨噬细胞占整个单核巨噬细胞系统的80%~90%,是体内最大的固定巨噬细胞群,因此,肝是SAP常累及的胰外器官之一。而且,肝功能损害已被认为是判断SAP严重程度的重要指标,已作为独立的指标合并进了预测AP严重程度的Ranson评分和急性生理慢性健康评估Ⅱ(Acute Physiological Chronic Health Evaluation Ⅱ,APACHE Ⅱ)系统,对预测SAP临床预后尤为重要。关SAP出现脏器并发症的机制,目前还不甚清楚。1988年,Rindermecht提出了急性胰腺炎发病机制的新见解,认为胰腺在胰酶异常激活所造成的损害过程中,激活了单核巨噬细胞,进而造成促炎细胞因子和活性氧簇的释放,它们又可进一步导致粒细胞和内皮细胞的过度激活而释放大量的炎症介质,形成所谓的“第二次打击”,导致炎症从胰腺局部迅速扩散到全身,发生全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS),MODS以致死亡。 早在1984年就有报道,80%AP患者有肝功能损害,血清丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)水平升高,并且LDH水平与AP的严重程度呈正相关。实验研究表明,AP时可见明显的肝细胞病理改变。光镜下,可见肝细胞变性、散在的液化性坏死灶,Kupffer细胞肿胀。电镜下,可见糖原颗粒减少;脂质小滴大小和数目增加;线粒体肿胀,其基质和嵴变性;自噬体和溶酶体增多;肝窦内皮损害伴吞噬细胞活性增加。并出现肝细胞内酸中毒、钠离子超载及肝细胞生物能的耗竭等生化改变以及肝细胞凋亡显著增多。目前,细胞因子在SAP的发生、发展过程中发挥重要的作用已越来越受到国内外学者的重视,干预或拮抗细胞因子的治疗将成为SAP具有发展前景的治疗方法。 Janus激酶/信号转导和转录激活因子(janus kinase/signal transducer and activator of-transcription,JAK/STAT)信号通路是细胞因子信号转导的重要途径,它广泛参与细胞增殖分化、凋亡、炎症、肿瘤等多种生理、病理生理过程,对机体有重要影响。它把细胞膜上感受的信号直接传递到核内,启动基因转录,环节少而简洁。JAK/STAT信号通路由JAKs蛋白家族(JAK1、JAK2、JAK3、TYK2)和STATs蛋白家族(STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b、STAT6)组成。JAK是STAT的上游共有激酶。细胞外可溶性信号分子(细胞因子、生长因子等)识别并与细胞膜上的特异受体结合后诱导受体聚化构成二聚体或三聚体,在胞浆内形成高亲和性的JAKs结合位点,JAKs与受体胞浆区域的JAKs结合位点结合后发生自身或与受体交叉酪氨酸磷酸化而活化,活化的JAKs进一步募集细胞浆内相应的信号传导和STATs,导致STATs二聚化、活化、核移位,结合到相应基因的启动子上,启动基因表达,发挥多种生物学效应。AG490(tyrphosin AG490)是一种人工合成的苯亚甲基丙二腈的脂类衍生物,结构类似于酪氨酸,可以和受体酪氨酸激酶竞争结合位置,特异性阻滞各种细胞因子引起的JA K2和下游分子STA T 3的的磷酸化激活,从而阻断下游激酶STAT的活化进而抑制细胞因子的生理和病理效应。 基于此,本研究将通过体内实验建立SAP模型,利用Western blot、免疫组化等技术研究实验性SAP肝组织中JAK2的表达情况,并通过JAK/STAT信号通路抑制剂AG490进行干预研究,通过观察SAP大鼠肝组织JAK2蛋白的表达情况及其与肝功能和病理形态损伤之间的关系,探讨重症急性胰腺炎时JAK/STAT通路活化在肝损伤中的作用。以从分子水平阐明SAP肝损伤的发病机制,为SAP肝损伤临床治疗提供一个新的思路。 目的: 1、建立SAP大鼠模型。观察SAP时出现的肝功能和胰腺、肝脏损伤组织学方面的改变,同时观察JAK2蛋白在正常对照组和SAP造模组肝组织中的表达情况;了解JAK/STAT信号通路在重症急性胰腺炎肝损伤中的作用。 2、观察JAK/STAT信号通路抑制剂AG490对SAP时肝损伤的治疗作用,以及对肝脏JAK2蛋白表达的影响。对SAP疾病进程中胰外器官损伤发生率高、病死率高的原因进行初步探讨,为临床最终达到提高SAP疗效、减少SAP的并发症及降低其病死率提供理论及实验依据。 材料和方法: 1、SD大鼠56只,随机分3组:正常对照组(NC组,n=8);SAP造模组(SAP组,n=24);SAP造模+AG490组(SAP-AG组,n=24)。每组再分为6、12、18h三个时间点,每个时间点各8只大鼠。 2、采用4%牛磺胆酸钠逆行注入胰胆管诱发SAP模型。SAP组于造模后2h腹腔注射生理盐水1ml,12h后重复1次;SAP-AG组于造模前半小时腹腔注射AG490。NC组模拟胰胆管穿刺操作,但不注射药物。 3、NC组、SAP-S组与SAP-AG490组于6、12、18h心脏穿刺抽血,测血清淀粉酶(AMY)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)水平,并测定腹水量,留取标本在光镜下观察胰腺及肝组织病理学改变,采用免疫组化方法检测JAK2蛋白在肝脏中的表达定位,并用Western blotting方法检测肝组织JAK2蛋白的表达。 4、本研究所有计量资料以均数土标准差(x±s)表示,数据统计分析使用SPSS13.0软件,计量资料采用单因素方差分析,P<0.05为差异有显著性统计学意义。 结果: 1、SAP6h、12h和18h组,SAP-AG6h、12h和18组及NC组七组血清ALT、AST、AMY水平总的比较差异有显著性(P=0.000)。与NC组比较,SAP组与SAP-AG组AMY、ALT、AST水平升高,差异有显著性(P=0.000);与SAP组相比,SAP-AG各组血清AMY、ALT、AST水平下降,差异有显著性(P=0.000);。 2、光镜下,SAP组胰腺和肝组织病理损害程度随时间明显加重,与SAP组相比,SAP-AG组对应时间点胰腺病变程度有所减轻,而肝组织损伤程度也有所减轻。 3、免疫组织化学结果显示,SAP组和SAP-AG组中JAK2蛋白在肝脏组织中较NC组有所增多,而SAP-AG组较SAP组JAK2蛋白在肝组织中的表达有所减少。 4、SAP6h、12h和18h组,SAP-AG6h、12h和18组及NC组七组JAK2蛋白表达总的比较差异有显著性(P=0.000)。Western blotting结果显示,SAP组各时间点JAK2蛋白表达显著升高,与NC组相比差异有显著性(P=0.000);SAP-AG组各时间点JAK2蛋白较SAP组显著减少,差异有显著性(P=0.000)。 结论: 1、SAP发生后,AMY、ALT、AST水平均显著升高;组织病理学检查显示SAP各组大鼠胰腺组织出现大片的出血、坏死、炎性细胞浸润;而肝脏组织出现汇管区炎性细胞浸润、点片状坏死等改变,且病变均随时间的延长而进行性加重。 2、JAK2蛋白在SAP时高度表达,并参与了SAP的病理过程,JAK/STAT通路活化可能促进SAP肝损伤。 3、AG490可显著减轻SAP肝损伤,其可能是通过抑制JAK2蛋白的表达,抑制JAK/STAT信号通路激活,从而对SAP起到治疗作用,并对相关肝损伤起到保护作用。提示针对JAK/STAT信号通路的抑制治疗有望成为控制SAP发生发展及发现保护肝脏的新靶点。
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