王 鑫,巨 偉,李武良,李 萍,李 鑫
西安市第九醫(yī)院消化內(nèi)科,陜西 西安 710054
心理應(yīng)激對(duì)腸易激綜合征模型大鼠腸黏膜孤啡肽受體表達(dá)的影響
王 鑫,巨 偉,李武良,李 萍,李 鑫
西安市第九醫(yī)院消化內(nèi)科,陜西 西安 710054
目的 檢測(cè)心理應(yīng)激對(duì)腸易激綜合征(irritable bowel syndrome,IBS)大鼠腸黏膜孤啡肽受體(ORL-1)mRNA和蛋白表達(dá)水平,初步探討心理應(yīng)激對(duì)IBS大鼠的影響。方法 80只SD雌性大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組,每組40只,實(shí)驗(yàn)組采用束縛應(yīng)激的方法制作IBS動(dòng)物模型,并對(duì)模型進(jìn)行鑒定。實(shí)驗(yàn)0、1、2、3、4周時(shí)兩組分別隨機(jī)取出8只大鼠,在近端結(jié)腸(距回盲部2 cm)處取2塊黏膜,采用熒光定量PCR法檢測(cè)ORL-1 mRNA的相對(duì)表達(dá)量,同時(shí)用Western blotting的方法檢測(cè)ORL-1蛋白,動(dòng)態(tài)觀察各組大鼠的表達(dá)變化。結(jié)果 與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組大鼠ORL-1 mRNA及蛋白表達(dá)水平均升高(P<0.05),應(yīng)激1周時(shí)最高,2~4周逐漸下降。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 慢性心理應(yīng)激引起大鼠IBS的發(fā)生機(jī)制可能與其影響大鼠腸道腸黏膜孤啡肽受體(ORL-1)mRNA及蛋白表達(dá)量相關(guān)。
心理應(yīng)激;腸易激綜合征;孤啡肽受體;熒光定量PCR法;Western blotting
目前腸易激綜合征(irritable bowel syndrome,IBS)是臨床上最常見的胃腸功能紊亂性疾病,其主要病理生理基礎(chǔ)是胃腸道無器質(zhì)性病變而感覺動(dòng)力異常。有研究認(rèn)為胃腸動(dòng)力障礙性疾病與腸神經(jīng)系統(tǒng)的變化密切相關(guān),IBS與腸神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)系被認(rèn)識(shí),因此,近年來,把IBS當(dāng)成一種心身性疾病來研究已成為焦點(diǎn)。心理性應(yīng)激是引起腸神經(jīng)系統(tǒng)異常的一種方式,消化道的部位不同,影響的結(jié)果也有所不同,但大量的研究已經(jīng)證明:心里應(yīng)激使結(jié)腸的運(yùn)動(dòng)顯著性加強(qiáng)[1-3]。
孤啡肽又稱痛敏素,體內(nèi)廣泛分布,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)及消化道內(nèi)都能檢測(cè)到,發(fā)揮重要的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)作用。在痛覺調(diào)控方面,孤啡肽具有抗阿片的效應(yīng),在腦室注射孤啡肽后會(huì)產(chǎn)生異常疼痛以及疼痛敏感性增加,而其在脊髓中的作用卻能加強(qiáng)阿片鎮(zhèn)痛。有關(guān)OFQ的研究大多集中于它在痛覺調(diào)控方面的作用,也有研究證明:在胃腸道功能的調(diào)節(jié)方面OFQ也有至關(guān)重要的作用,能夠有效刺激結(jié)腸收縮,加速結(jié)腸轉(zhuǎn)運(yùn),因而與結(jié)腸動(dòng)力紊亂的發(fā)生密切相關(guān),同時(shí)很可能參與了應(yīng)激狀態(tài)下消化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)[4-6]。但OFQ及其受體在IBS發(fā)生中具有怎樣的作用,目前相關(guān)研究尚少見報(bào)道。本次研究主要明確慢性心理應(yīng)激對(duì)大鼠腸道腸黏膜孤啡肽受體(ORL-1)表達(dá)的影響,旨在探討其在IBS發(fā)病機(jī)制中的意義。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 體質(zhì)量為200~220 g清潔級(jí)Sprague-Dawley雌性大鼠80只,在本實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,恢復(fù)各項(xiàng)生理正常指標(biāo)。大鼠喂養(yǎng)混合飼料,在自然光線、安靜、室溫(18~20 ℃)、晝夜循環(huán)12/12 h條件下飼養(yǎng)。
1.2 分組與造模 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各40只大鼠,根據(jù)應(yīng)激時(shí)間隨機(jī)分為0、1、2、3、4周組,每組8只。將實(shí)驗(yàn)組大鼠置于自制束縛器內(nèi),3 h/d,限制活動(dòng),不固定具體的每天束縛時(shí)間,并在束縛時(shí)間內(nèi)禁食、禁水;同一時(shí)間,對(duì)照組大鼠也禁食、禁水,但可以自由活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過程中無大鼠死亡。在大鼠近端結(jié)腸(距回盲部2 cm)取2塊黏膜活檢。黏膜標(biāo)本取材后立刻放于液氮內(nèi),隨后轉(zhuǎn)入超低溫冰箱-80 ℃保存,準(zhǔn)備用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.3 主要試劑及儀器 TrizolReagant RNA提取試劑盒購(gòu)自Aidlab公司,逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購(gòu)自VAZYME公司,引物設(shè)計(jì)參照文獻(xiàn),由北京擎科生物公司合成,熒光染料PCR試劑盒AceQ qPCR SYBR Green Master Mix公司。ABI實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(Viia7)。
1.4 總RNA提取 將組織樣本加入1 ml Trizol試劑,勻漿器研磨成漿,移至無RNase的1.5 ml離心管中,裂解10 min,然后加入200 μl氯仿,劇烈顛倒混勻數(shù)次,室溫靜置5 min。4 ℃,12 000 r/min,離心15 min后可見分成上(RNA)中(蛋白)下(DNA)三相。轉(zhuǎn)移上層水相(約400 μl)于另一新1.5 ml離心管中,加入400 μl異丙醇,混勻后室溫靜置10 min。離心10 min,管底可見白色的RNA沉淀。棄上清,加入無RNase的75%乙醇1 ml,渦旋混勻后,重復(fù)一次。棄上清,空氣中干燥RNA沉淀5~10 min,將沉淀溶于20 μl DEPC水中。取溶解后的RNA 2 μl用微量分光光度計(jì)測(cè)定樣本的濃度和純度。
1.5 cDNA合成 根據(jù)VAZYME公司的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒的操作說明合成cDNA,逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的體系。20 μl體系中含5 μl RNA,2 μl Oligo (dT) 15 (10 μmol/L),4 μl dNTP (2.5 mmol/L),4 μl Hiscript Buffer,1 μl Hiscript Reverse Transcriptase,0.5 μl Ribonuclease Inhibitor和3.5 μl ddH2O。反應(yīng)條件為25 ℃ 5 min,50 ℃ 15 min反轉(zhuǎn)錄反應(yīng),85 ℃ 5 min反轉(zhuǎn)錄酶失活反應(yīng),立即放置4 ℃冰箱。
1.6 熒光定量PCR反應(yīng) 用Primer 5設(shè)計(jì)大鼠腸黏膜ORL-1及GAPDH引物:ORL-1上游引物:5′-TGGCTTCAGTGGTTGGTGTT-3′,下游引物:5′-CAGGTTTCGGTCCTTCTCCC-3′,擴(kuò)增片段長(zhǎng)245 bp;GAPDH上游引物:5′-ACAGCAACAGGGTGGTGGAC-3′,下游引物:5′-TTTGAGGGTGCAGCGAACTT-3′,擴(kuò)增片段長(zhǎng)253 bp。以cDNA為模板,按AceQ qPCR SYBR Green Master Mix試劑盒說明進(jìn)行進(jìn)行Real-time PCR。20 μl體系中含10 μl SYBR Green Master Mix (2×),0.4 μl PCR Forward Primer(100 μmol/L),0.4 μl PCR Reverse Primer(100 μmol/L),0.2 μl ROX Reference Dye 2(50×),4 μl cDNA和5 μl ddH2O。PCR程序采用兩步法,具體步驟:95 ℃預(yù)變性10 min,1個(gè)循環(huán);95 ℃變性30 s,60 ℃退火和延伸30 s,40個(gè)循環(huán)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,計(jì)算均值。擴(kuò)增完畢后分析熔解曲線,采用2-ΔΔCt法分析ORL-1 mRNA表達(dá)。
1.7 Western blotting分析大鼠腸黏膜ORL-1蛋白的表達(dá)情況 勻漿器中球狀部位放入組織塊,向勻漿器中加入400 μl單去污劑裂解液裂(含PMSF)進(jìn)行勻漿,研磨操作需要在冰上,研磨多次后,冰浴30 min,將組織勻漿液轉(zhuǎn)移到1.5 ml離心管,4 ℃,12 000 r/min,離心5 min后,取0.5 μl上清蛋白提取液,進(jìn)行BCA法蛋白定量??偟鞍鬃冃? min,凝膠的配置濃度為12%的SDS-PAGE,按順序進(jìn)行蛋白上樣并進(jìn)行電泳,電泳分離蛋白后,使用電轉(zhuǎn)移槽轉(zhuǎn)移至PVDF膜。在室溫條件下,將膜放入裝有BSA器皿封閉2 h后,PVDF膜轉(zhuǎn)到置于按1∶1 000稀釋的ORL-1多克隆抗體稀釋液中,于4 ℃冰箱內(nèi)孵育過夜。TBST充分洗膜4次,每次5 min。再置于按1∶10 000稀釋的HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG稀釋液中37 ℃孵育2 h,TBST充分洗膜4次,每次5 min。采用ECL發(fā)光液進(jìn)行顯影,運(yùn)用 Image J 軟件進(jìn)行條帶圖像分析。
2.1 慢性心理應(yīng)激對(duì)大鼠腸黏膜ORL-1 mRNA表達(dá)的影響 對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組結(jié)腸黏膜均可檢出ORL-1 mRNA的表達(dá)。實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 得出的數(shù)據(jù)經(jīng) 2-ΔΔCt法分析,結(jié)果顯示:應(yīng)激后1周實(shí)驗(yàn)組ORL-1 mRNA表達(dá)水平最高,2~4周逐漸降低,但仍明顯高于應(yīng)激前水平。與對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表1)。
2.2 慢性心理應(yīng)激對(duì)大鼠腸黏膜ORL-1的蛋白表達(dá)的影響 1周實(shí)驗(yàn)組ORL-1 蛋白表達(dá)水平最高,2~4周逐漸降低,但仍明顯高于應(yīng)激前水平,與對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表2、圖1)。
分組0周1周2周3周4周對(duì)照組1.000±0.1721.117±0.2071.283±0.1651.163±0.2111.156±0.233實(shí)驗(yàn)組1.023±0.1952.824±0.376*2.217±0.290*1.733±0.301*1.629±0.308*
注:與對(duì)照組比較 ,*P<0.05。
圖1 兩組不同時(shí)間點(diǎn)腸黏膜ORL-1蛋白表達(dá)
Fig 1 Expressions of intestinal mucosal ORL-1 protein in two groups
心理應(yīng)激在功能性腸道疾病特別是IBS疾病中普遍認(rèn)為發(fā)揮重要作用,并且心理應(yīng)激會(huì)加速和加強(qiáng)IBS疾病的發(fā)生和發(fā)展。應(yīng)激又稱為應(yīng)激反應(yīng),是指機(jī)體受到內(nèi)外各種環(huán)境因素刺激時(shí)所出現(xiàn)的全身非特異性適應(yīng)反應(yīng)。應(yīng)激最直接表現(xiàn)即精神緊張,隨后引起廣泛的神經(jīng)內(nèi)分泌變動(dòng)并且表現(xiàn)為內(nèi)臟敏感性增強(qiáng)。其中慢性束縛可長(zhǎng)期提高腦垂體和腎上腺皮質(zhì)分泌一些相關(guān)的激素,最終通過下丘腦-垂體-腎上腺軸對(duì)內(nèi)臟如腸道發(fā)生作用[7]。慢性束縛是在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),持續(xù)進(jìn)行一定強(qiáng)度的刺激,使機(jī)體因?yàn)殚L(zhǎng)期處于過強(qiáng)的應(yīng)激狀態(tài)下,而最終表現(xiàn)可為IBS。慢性束縛所產(chǎn)生的心理應(yīng)激會(huì)直接引起機(jī)體相關(guān)的特異性變化,除此之外還會(huì)引起一系列與慢性束縛無直接關(guān)系的非特異性反應(yīng)繼而發(fā)生神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng),及細(xì)胞和體液中某些蛋白質(zhì)成分的改變。
分組0周1周2周3周4周對(duì)照組1.000±0.1141.042±0.2161.145±0.1751.121±0.1981.103±0.184實(shí)驗(yàn)組1.023±0.1412.148±0.312*1.814±0.175*1.698±0.286*1.537±0.265*
注:與對(duì)照組比較,*P<0.05。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system, CNS)與腸神經(jīng)系統(tǒng)(enteric nervous system, ENS)之間存在密切的相互關(guān)系。內(nèi)源性阿片肽主要通過其受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮作用,有顯著鎮(zhèn)痛功能和作用。孤啡肽及孤啡肽受體(opioid receotor-like 1 receptor,ORL1)是內(nèi)源性阿片肽系統(tǒng)里新發(fā)現(xiàn)的一種成員,廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸道中,并且參與對(duì)神經(jīng)損傷和疼痛的調(diào)節(jié),其對(duì)腦損傷中的具體作用及作用機(jī)理已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究[8-10],而在胃腸道中發(fā)生的作用還有待關(guān)注。OFQ/ORL-1系統(tǒng)在胃腸道的調(diào)節(jié)過程中并不直接作用于腸道肌細(xì)胞而是通過對(duì)腸神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)間接發(fā)揮作用[11-13]。
已有研究[14]顯示:ORL-1在近端結(jié)腸較為豐富,因此本次實(shí)驗(yàn)在近端結(jié)腸(距回盲部2 cm)處取2塊黏膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。發(fā)現(xiàn)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組結(jié)腸黏膜均可檢出ORL-1表達(dá),充分說明OFQ/ORL-1系統(tǒng)在人的胃腸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)中很可能有至關(guān)重要的作用。同時(shí)我們對(duì)比了正常大鼠與慢性心理應(yīng)激大鼠間腸道ORL-1表達(dá)的差異。發(fā)現(xiàn)慢性心理應(yīng)激大鼠結(jié)腸處的ORL-1表達(dá)量顯著高于正常大鼠。說明不但腦腸軸神經(jīng)系統(tǒng)受OFQ/ORL-1系統(tǒng)的調(diào)控,很可能腦腸軸神經(jīng)對(duì)OFQ/ORL-1系統(tǒng)也具有一定調(diào)節(jié)作用,并表現(xiàn)為患者ORL-1表達(dá)量的變化。這在其他研究中也得到證實(shí)[11]。并且在1周內(nèi)達(dá)到峰值,而在隨后的2~4周逐漸下降,但始終高于對(duì)照組,在我們前期實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[15]:應(yīng)激后1周血漿OFQ水平最高,2~4周逐漸降低,但仍明顯高于應(yīng)激前水平,且OFQ含量的變化與腸道敏感性的改變呈顯著相關(guān)關(guān)系。結(jié)腸黏膜ORL-1的表達(dá)與血漿OFQ含量的變化趨勢(shì)一致,推測(cè),結(jié)腸黏膜ORL-1的表達(dá)變化與腸道敏感性的改變也具有相關(guān)性。同時(shí)兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)慢性心理應(yīng)激時(shí)腸道敏感性、血漿OFQ及腸黏膜ORL-1表達(dá)均增高,并隨著應(yīng)激時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低,這一現(xiàn)象說明IBS可能與長(zhǎng)期應(yīng)激產(chǎn)生的適應(yīng)性有關(guān)[16-17]。
綜上所述,我們發(fā)現(xiàn)慢性心理應(yīng)激引起的IBS發(fā)生機(jī)制可能與其促進(jìn)大鼠腸道腸黏膜孤啡肽受體(ORL-1) mRNA及蛋白表達(dá)量上調(diào)相關(guān)。OFQ/ORL-1系統(tǒng)參與了由慢性心理應(yīng)激引起IBS的病理演變過程,對(duì)此類胃腸病的發(fā)生發(fā)揮著一定的作用,當(dāng)然,ORL-1的分布及數(shù)量在不同動(dòng)物胃腸道中存在較大差異,調(diào)節(jié)機(jī)制及作用部位都有差異[18],因此,對(duì)于人類的此項(xiàng)研究需進(jìn)一步深入探討,其作用機(jī)制與途徑也有待于進(jìn)一步深入研究。
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(責(zé)任編輯:馬 軍)
Effect of psychological stress on expression levels of intestinal opioid-receptor-like-1 mRNA and protein in rats models of irritable bowel syndrome
WANG Xin, JU Wei, LI Wuliang, LI Ping, LI Xin
Department of Gastroenterology, Xi’an Ninth Hospital, Xi’an 710054, China
Objective To investigate the effect of psychological stress on expression levels of opioid-receptor like-1 (ORL-1) mRNA and protein in irritable bowel syndrome (IBS) models rats.Methods Eighty Sprague-Dawley rats were randomly divided into control group (n=40) and model group (n=40). IBS models were established by restrain stress method. Eight rats in each group were sacrificed at 0, 1, 2, 3, 4 weeks, respectively, and a partial colon tissue close to the ileocecal region about 2 cm in length was taken; and expression level of ORL1 mRNA was detected by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), and expression level of ORL1 protein was detected by Western blotting.Results Compared with the control group, the expression levels of ORL1 mRNA and protein significantly were increased in model group at 1, 2, 3 and 4 weeks (P<0.05). The expression levels of ORL1 mRNA and protein at 1 week was the highest in model group, then gradually decreased at 2~4 weeks.Conclusion The effect of psychological stress on IBS in rats is possibly related to the up-regulation of expression levels of ORL1 mRNA and protein.
Psychological stress; Irritable bowel syndrome; ORL-1; RT-PCR; Western blotting
10.3969/j.issn.1006-5709.2017.05.009
2010年陜西省衛(wèi)生廳科研基金
王鑫,碩士,主任醫(yī)師兼科主任,研究方向:胃腸疾病及動(dòng)力方面的研究。E-mail:252705009@qq.com
R574.4
A
1006-5709(2017)05-0514-04
2016-11-20