摘要:目的 探討重組日本血吸蟲(chóng)半胱氨酸蛋白酶抑制劑對(duì)LPS/D-GalN誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠的保護(hù)作用及機(jī)制。方法 將72 只雄性C57BL/6J 小鼠(6~8 周齡)隨機(jī)分為正常對(duì)照組、LPS/D-GaIN模型組、LPS/D-GaIN+rSj-Cys 治療組和rSj-Cys 對(duì)照組(n=18)。LPS/D-GaIN 組和LPS/D-GaIN+rSj-Cys 組小鼠均腹腔注射LPS(10 μg/kg)和D-GaIN(700 mg/kg)造模;造模后30 min,LPS/D-GaIN+rSj-Cys 組及rSj-Cys 對(duì)照組小鼠均腹腔注射rSj-Cys(1.25 mg/kg),正常對(duì)照組小鼠注射等體積PBS。造模6 h后,每組隨機(jī)挑選8只小鼠處死,收集小鼠血清及肝組織,進(jìn)行后續(xù)檢測(cè),每組剩余10只分別在3、6、12、24 h觀察其生存情況,并計(jì)算生存率。檢測(cè)血清丙氨酸轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)移酶(AST)水平,蘇木精-伊紅(HE)染色觀察各組小鼠肝臟組織病理形態(tài),采用ELISA檢測(cè)小鼠血清炎性因子腫瘤壞死因子(TNF-α)和白細(xì)胞介素(IL-6)表達(dá),采用免疫組化法檢測(cè)肝組織巨噬細(xì)胞表面標(biāo)記物CD68表達(dá)水平,采用免疫組化和免疫印跡法檢測(cè)肝組織Bax、Bcl-2蛋白水平,采用TUNEL檢測(cè)肝細(xì)胞凋亡情況,采用免疫印跡法檢測(cè)肝組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白表達(dá)水平。結(jié)果 模型組小鼠12 h生存率為30%,rSj-Cys治療組小鼠12 h生存率為80%。模型組小鼠24 h生存率為10%,rSj-Cys治療組小鼠24 h生存率為60%;與正常對(duì)照組相比,LPS/D-GaIN模型組小鼠血清中AST、ALT、IL-6、TNF-α 含量均顯著上升(Plt;0.01),病理結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重,肝臟巨噬細(xì)胞標(biāo)志物CD68 表達(dá)明顯增強(qiáng)(Plt;0.01),促凋亡蛋白Bax 表達(dá)顯著增加(Plt;0.01),抗凋亡蛋白Bcl-2 表達(dá)顯著降低(Plt;0.01),肝細(xì)胞凋亡水平顯著增加,肝組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路GRP78、CHOP、NF-κB p-p65 的蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào)(Plt;0.05 或Plt;0.01);而LPS/D-GaIN+rSj-Cys治療組小鼠轉(zhuǎn)氨酶AST、ALT和炎癥因子IL-6、TNF-α水平顯著下降(Plt;0.01),肝臟病理?yè)p傷程度減輕,肝臟巨噬細(xì)胞標(biāo)志物CD68表達(dá)明顯降低(Plt;0.01),Bax表達(dá)顯著降低(Plt;0.01),Bcl-2表達(dá)顯著增強(qiáng)(Plt;0.01),肝組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路GRP78、CHOP、NF-κB p-p65的蛋白表達(dá)水平下調(diào)(Plt;0.05或Plt;0.01);rSj-Cys對(duì)照組與正常對(duì)照組相比,各指標(biāo)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Pgt;0.05)。結(jié)論 rSj-Cys通過(guò)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,減輕炎癥和肝細(xì)胞凋亡緩解LPS/D-GalN引起的小鼠急性肝損傷。
關(guān)鍵詞:急性肝損傷;日本血吸蟲(chóng)半胱氨酸蛋白酶抑制劑;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激;炎癥;凋亡
肝臟是人體重要的代謝器官,在機(jī)體的免疫防御、物質(zhì)代謝以及清除體內(nèi)毒物和藥物等方面起到至關(guān)重要的作用。然而,由于病毒感染、用藥不當(dāng)、過(guò)量攝入食品添加劑、乙醇、攝入有毒食物和輻射損傷等原因,急性肝損傷(ALI)的發(fā)生率逐漸增加[1]。ALI是一種突發(fā)性肝細(xì)胞功能喪失或異常的疾病綜合征,以過(guò)度炎癥,肝細(xì)胞凋亡和壞死為主要病理特征,該病發(fā)展迅速,若不加以控制,可進(jìn)展為肝硬化、肝衰竭甚至多器官功能障礙等并發(fā)癥并導(dǎo)致死亡[2]。因此,開(kāi)發(fā)有效的藥物對(duì)于早期干預(yù)或治療ALI具有重大意義。脂多糖(LPS)和D-半乳糖胺(D-GalN)的組合常用于誘導(dǎo)ALI 模型,該模型可以模擬臨床ALI,并廣泛用于研究治療ALI的藥物[3]。
目前研究認(rèn)為ALI的機(jī)制主要包括氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)[4]、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)[5]等多個(gè)方面,可通過(guò)抑制這些機(jī)制來(lái)改善急性肝損傷。關(guān)于LPS 聯(lián)合D-GalN誘導(dǎo)的急性肝損傷發(fā)病機(jī)制ERS也參與其中,抑制ERS的激活可以減輕疾病損傷程度,這與抑制炎癥,改善細(xì)胞凋亡密切相關(guān)[6]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)是一種重要的細(xì)胞器,參與多種生物活動(dòng),包括蛋白質(zhì)合成、折疊和分泌,在維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中起著重要作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能紊亂會(huì)導(dǎo)致ERS,進(jìn)而引發(fā)未折疊蛋白反應(yīng)(UPR),UPR主要包括活化轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)、蛋白激酶R 樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)、肌醇需求蛋白1(IRE1)3 條經(jīng)典信號(hào)通路[7]。生理情況下,3個(gè)跨膜蛋白與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志蛋白葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)結(jié)合處于失活狀態(tài),ERS時(shí),與GRP78分離的3個(gè)跨膜蛋白可以通過(guò)不同信號(hào)通路最終激活下游信號(hào)分子核因子κB(NF?κB)[8]和C/EBP-同源蛋白(CHOP)[9],從而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡,最終導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷。因此,緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能是治療急性肝損傷的一種策略。
自“衛(wèi)生假說(shuō)”提出以來(lái),大量流行病學(xué)和實(shí)驗(yàn)性研究表明,蠕蟲(chóng)入侵宿主后,可以激活宿主體內(nèi)巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞等,通過(guò)一系列細(xì)胞分子機(jī)制調(diào)控宿主體內(nèi)免疫應(yīng)答,進(jìn)而對(duì)多種過(guò)敏性疾病和炎癥性疾病具有改善作用[10-12]。然而,使用蠕蟲(chóng)蟲(chóng)體感染或口服蟲(chóng)卵具有一定風(fēng)險(xiǎn),且患者心理上難以接受;研究表明,源自蠕蟲(chóng)體內(nèi)的半胱氨酸蛋白酶抑制劑是半胱氨酸蛋白酶的高效抑制劑,其在蠕蟲(chóng)體內(nèi)分布廣泛,具有抑制蛋白酶活性,可通過(guò)上調(diào)抗炎細(xì)胞因子,下調(diào)促炎細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)T細(xì)胞反應(yīng)及促進(jìn)巨噬細(xì)胞的極化來(lái)調(diào)控機(jī)體的免疫反應(yīng),發(fā)揮抗炎效應(yīng),成為研究熱點(diǎn)。從日本血吸蟲(chóng)中克隆Cystatin,并將其純化重組,得到重組日本血吸蟲(chóng)半胱氨酸蛋白酶抑制劑(rSj-Cys),其通過(guò)參與免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)等來(lái)調(diào)控膿毒癥[13]、動(dòng)脈粥樣硬化性腎損傷[14]、結(jié)腸炎[15]等疾病的進(jìn)展。另外,有研究表明日本血吸蟲(chóng)可通過(guò)減輕ERS來(lái)減輕右旋糖酐硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎[12],但關(guān)于日本血吸蟲(chóng)的衍生物rSj-Cys在ERS作用上暫無(wú)報(bào)道。因此,本研究通過(guò)建立LPS/D-GalN誘導(dǎo)的ALI模型,探討rSj-Cys對(duì)ALI 的保護(hù)作用及其潛在作用機(jī)制,以期為開(kāi)發(fā)防治LPS/D-GalN誘導(dǎo)的ALI的藥物提供可能的候選藥物和理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
72 只SPF級(jí)C57BL/6J 小鼠,雄性,6~8 周齡,體質(zhì)量20~22 g,購(gòu)自山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。本研究獲山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理委員會(huì)審批通過(guò)(倫理批號(hào):2022-202)。
1.2 主要試劑及儀器
LPS、D-GaIN(Sigma-Aldrich);重組日本血吸蟲(chóng)半胱氨酸蛋白酶抑制劑,由蚌埠醫(yī)科大學(xué)楊小迪教授惠贈(zèng),相對(duì)分子質(zhì)量為11 000,基因結(jié)構(gòu)為306 bp(堿基對(duì)),編碼101 個(gè)氨基酸;PBS、HE染色試劑盒、腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白細(xì)胞介素6(IL-6)試劑盒(北京索萊寶科技有限公司);天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(谷草轉(zhuǎn)氨酶/AST/GOT測(cè)試盒)和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(谷丙轉(zhuǎn)氨酶/ALT/GPT測(cè)試盒)(南京建成生物科技有限公司);Bcl-2 相關(guān)X蛋白(Bax)、B淋巴細(xì)胞瘤-2 基因(Bcl-2)(武漢三鷹生物技術(shù)有限公司);抗核因子κB(NF-κB)p65抗體(杭州華安生物技術(shù)有限公司);抗NF-κB p-p65抗體、抗GRP78、和抗DDIT3(CHOP)抗體(abcam);β-actin 抗體(湖南艾方生物技術(shù)有限公司);SABC免疫組織化學(xué)試劑盒(武漢博士德生物公司);SDS-PAGE系統(tǒng)(Bio-Rad);顯微鏡(Nikon);化學(xué)發(fā)光成像儀(Bio-Rad)。
1.3 動(dòng)物造模、分組及給藥
72 只雄性C57BL/6J 小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、LPS/D-GaIN組和LPS/D-GaIN+rSj-Cys組、rSj-Cys組,18只/組,隔夜禁食不禁水12 h。LPS/D-GaIN組和LPS/D-GaIN+rSj-Cys 組小鼠均腹腔注射LPS(10 μg/kg)和D-GaIN(700 mg/kg)造模,LPS/D-GaIN+rSj-Cys 組小鼠于造模后30 min 腹腔注射rSj-Cys(1.25 mg/kg);rSj-Cys組小鼠注射rSj-Cys(1.25 mg/kg),正常對(duì)照組小鼠注射等體積PBS。造模6 h 后,每組各隨機(jī)取8 只小鼠麻醉,采集小鼠血液和肝臟組織以備后續(xù)相關(guān)檢測(cè)。每組剩余10 只在造模后3、6、12、24 h 各時(shí)間點(diǎn)觀察小鼠存活情況,并計(jì)算其生存率。
1.4 各組小鼠血清AST、ALT檢測(cè)
全血室溫靜置2 h后,3000 r/min離心10 min,分離得到血清,分裝并保存于-80 ℃。采集肝臟組織,并在無(wú)菌生理鹽水中快速?zèng)_洗,采取肝臟左側(cè)小葉放入4%甲醛中固定,剩余肝臟置于-80 ℃保存,以備后用。取分裝好的血清進(jìn)行AST、ALT酶活性檢測(cè)具體操作步驟按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.5 HE染色
取各組小鼠肝臟組織,固定包埋切片后,經(jīng)二甲苯和乙醇進(jìn)行脫蠟脫水,分別用蘇木素和伊紅染液染細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。蒸餾水沖洗后,脫水透明、中性樹(shù)膠封片,于顯微鏡下觀察肝臟組織病理改變。
1.6 血清TNF-α和IL-6水平測(cè)定
取分裝好的血清,按照ELISA檢測(cè)試劑盒操作說(shuō)明書(shū),將待測(cè)品或標(biāo)準(zhǔn)品、生物素化抗體、酶結(jié)合工作液和顯色底物依次加至反應(yīng)孔中,37 ℃避光孵育,最后加入終止液,利用酶標(biāo)儀測(cè)量A值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算血清中TNF-α和IL-6水平。
1.7 免疫印跡法檢測(cè)蛋白表達(dá)
冰上稱(chēng)取各組小鼠肝臟組織,裂解研磨,離心后取上清,測(cè)定蛋白濃度后,95 ℃變性10 min。蛋白上樣后,常規(guī)進(jìn)行SDS-PAGE凝膠電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉,按照抗體說(shuō)明書(shū)配制合適比例的一抗,Bax(1∶2000)、Bcl-2(1∶1000)、GRP78(1∶3000)、CHOP(1∶1000)、NF-κB p65(1∶1000)、NF-κB p-p65(1∶1000)、β-actin(1∶1000)。4 ℃搖床過(guò)夜孵育,TBST洗膜,二抗室溫孵育1 h,TBST洗膜,使用ECL曝光液顯影曝光,保存條帶并對(duì)灰度值進(jìn)行分析。
1.8 免疫組織化學(xué)染色
各組小鼠肝組織石蠟切片烘烤脫蠟,在梯度酒精中進(jìn)行復(fù)水;使用EDTA抗原修復(fù)緩沖溶液(pH=9.0)加熱進(jìn)行抗原修復(fù),3%雙氧水溶液避光孵育25 min以阻斷內(nèi)源性過(guò)氧化物酶;BSA封閉、CD68、Bax、Bcl-2 抗體4 ℃孵育過(guò)夜,并用PBS 洗滌3 次(每次5 min),二抗孵育50 min(SABC標(biāo)記);DAB顯色、蘇木素復(fù)染胞核3 min、自來(lái)水反藍(lán),封片,于顯微鏡下觀察拍照,呈棕色或深棕色的為陽(yáng)性細(xì)胞,用Image J軟件進(jìn)行半定量分析。采用陽(yáng)性細(xì)胞率來(lái)反映肝臟組織CD68 表達(dá)水平(陽(yáng)性細(xì)胞率=陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)/視野中細(xì)胞總數(shù)×100%),采用相對(duì)陽(yáng)性表達(dá)面積來(lái)反映肝臟組織Bax、Bcl-2 表達(dá)水平(相對(duì)陽(yáng)性表達(dá)面積=陽(yáng)性表達(dá)面積/整個(gè)場(chǎng)面積)。
1.9 TUNEL染色
小鼠肝組織石蠟切片充分脫蠟和水化,利用蛋白酶K進(jìn)行細(xì)胞通透10~30 min,加入TUNEL反應(yīng)液37 ℃反應(yīng)2 h,加入1×DAPI反應(yīng)10 min,PBS充分清洗5次,封片在熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察并拍照。TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞呈紅色,每張切片隨機(jī)選3 個(gè)不重疊的視野,計(jì)算TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞率。TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞率=TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)/視野中細(xì)胞總數(shù)×100%。
1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
應(yīng)用GraphPad Prism 9.0.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。多組間分析采用單因素方差分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠生存率的影響
造模后3 h各組小鼠均存活。造模后6 h模型組的小鼠存活率為90%,其余3組的小鼠均存活(圖1)。模型組小鼠12 h生存率為30%,rSj-Cys治療組小鼠12 h生存率為80%。正常對(duì)照組和單獨(dú)給予rSj-Cys對(duì)照組小鼠24 h生存率均為100%,模型組小鼠24 h生存率為10%,rSj-Cys治療組小鼠24 h生存率為60%,是模型組的6倍。
2.2 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠肝功能的影響
與正常對(duì)照組比較,模型組小鼠血清ALT、AST活性水平顯著升高(Plt;0.01);與模型組比較,rSj-Cys治療組小鼠血清中ALT、AST 活性水平明顯降低(Plt;0.01,圖2)。而單獨(dú)給予rSj-Cys 與正常對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Pgt;0.05)。
2.3 rSj-Cys 對(duì)急性肝損傷小鼠血清炎癥因子IL-6、TNF-α的影響
與正常對(duì)照組相比,LPS/D-GalN 組小鼠血清中IL-6、TNF-α的水平顯著增高(Plt;0.01);與模型組相比,治療組小鼠血清中IL-6、TNF-α的水平顯著下降(Plt;0.01,圖3);而單獨(dú)給予rSj-Cys 與正常對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Pgt;0.05)。
2.4 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠肝臟病理結(jié)構(gòu)的影響
正常對(duì)照組和單獨(dú)給予rSj-Cys 組肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝細(xì)胞索排列整齊,以中央靜脈為中心,向四周呈放射狀排列,肝血竇之間無(wú)腫脹,肝細(xì)胞大小一致,細(xì)胞核呈圓形位于中央,胞漿完整(圖4A、D);LPS/D-GalN組肝組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,肝小葉消失,出現(xiàn)大量紅細(xì)胞和炎性細(xì)胞浸潤(rùn),紅細(xì)胞布滿(mǎn)整個(gè)肝臟,中央靜脈消失,可見(jiàn)顏色較淺的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(圖4B);與模型組相比,治療組肝組織結(jié)構(gòu)明顯改善,中央靜脈和匯管區(qū)紅細(xì)胞和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)減少(圖4C)。
2.5 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠肝組織巨噬細(xì)胞表面標(biāo)記物CD68的影響
正常對(duì)照組和單獨(dú)給予rSj-Cys組中僅可見(jiàn)少量巨噬細(xì)胞(圖5A、D);與正常對(duì)照組相比,LPS/D-GalN組小鼠肝組織中CD68 陽(yáng)性著色細(xì)胞數(shù)顯著增多(Plt;0.01,圖5B);與模型組相比,治療組中rSj-Cys顯著減少小鼠肝組織中CD68陽(yáng)性著色細(xì)胞數(shù)(Plt;0.01,圖5C)。
2.6 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠肝組織凋亡因子Bcl-2、Bax的影響
免疫組化結(jié)果顯示,正常對(duì)照組和單獨(dú)給予rSj-Cys組中Bcl-2、Bax蛋白的表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05);與正常對(duì)照組相比,模型組小鼠肝組織促凋亡標(biāo)志物Bax 蛋白表達(dá)增加(Plt;0.01),抗凋亡標(biāo)志物Bcl-2 蛋白表達(dá)顯著下降(Plt;0.01);與模型組相比,治療組中小鼠肝組織促凋亡標(biāo)志物Bax 蛋白在加入rSj-Cys 后表達(dá)降低(Plt;0.01),抗凋亡標(biāo)志物Bcl-2 蛋白表達(dá)水平增高(Plt;0.01)。Western blotting結(jié)果顯示,與正常對(duì)照組比較,模型組肝組織促凋亡標(biāo)志物Bax蛋白相對(duì)表達(dá)水平顯著增高(Plt;0.05);抗凋亡標(biāo)志物Bcl-2 蛋白表達(dá)顯著下降(Plt;0.01);與模型組組比較,LPS/D-GalN+rSj-Cys 治療組Bax蛋白相對(duì)表達(dá)水平顯著下降(Plt;0.05),Bcl-2蛋白表達(dá)水平顯著升高(Plt;0.01)。正常對(duì)照組和單獨(dú)給予rSj-Cys組中Bcl-2、Bax蛋白的表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05)。
2.7 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠肝細(xì)胞凋亡的影響
正常對(duì)照組和單獨(dú)給予rSj-Cys組中僅可見(jiàn)少量凋亡細(xì)胞;與正常對(duì)照組相比,LPS/D-GalN組小鼠肝組織切片中,陽(yáng)性凋亡著色細(xì)胞數(shù)顯著增多(Plt;0.01);與模型組相比,治療組中rSj-Cys顯著減少小鼠肝組織切片中陽(yáng)性凋亡著色細(xì)胞數(shù)(Plt;0.01,圖7)。
2.8 rSj-Cys對(duì)急性肝損傷小鼠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)通路相關(guān)分子GRP78、CHOP、NF-κB p65、NF-κB p-p65蛋白表達(dá)的影響
與正常對(duì)照組比較,模型組肝組織ERS信號(hào)通路相關(guān)分子GRP78、CHOP、NF-κB p-p65蛋白相對(duì)表達(dá)水平均明顯增高(Plt;0.05 或Plt;0.01);與模型組組比較,LPS/D-GalN+rSj-Cys 治療組GRP78、CHOP、NF-κB pp65蛋白相對(duì)表達(dá)水平均明顯下降(Plt;0.05 或Plt;0.01,圖8)。單獨(dú)給予rSj-Cys與正常對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05)。
3 討論
ALI是一種嚴(yán)重的臨床綜合征,通常由敗血癥、病毒性肝炎、自身免疫性肝炎、酗酒或藥物濫用引起,具有起病隱匿、病死率高、發(fā)展快等特點(diǎn),已經(jīng)成為了不容忽視的公共衛(wèi)生問(wèn)題[16]。目前ALI常見(jiàn)的治療藥物有甘草酸制劑、糖皮質(zhì)激素類(lèi)藥物、抗氧化劑、多烯磷脂酰膽堿甘草。甘草酸制劑會(huì)引起水腫、血壓升高、頭暈、心悸等副作用[17];激素藥物會(huì)引起眾多全身不良反應(yīng);某些患者對(duì)抗氧化劑藥物和多烯磷脂酰膽堿藥物過(guò)敏,而且多種保肝降酶藥停藥后易出現(xiàn)ALT“反跳”。以上藥物或多或少都存在一定的副作用且療效有限,因此我們需要探尋一種安全、高效的治療ALI 的藥物。LPS/DGalN引起的ALI與臨床上的急性肝損傷在病理改變和功能損傷上極為相似,所以是目前研究急性肝損傷及其作用機(jī)制經(jīng)典的動(dòng)物模型。其中LPS 是革蘭陰性菌外膜的重要組成部分,可激活巨噬細(xì)胞,釋放TNF-α、IL-6和IL-1β等炎癥因子,從而引起肝細(xì)胞凋亡和壞死。D-GalN通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制消耗尿苷磷酸鹽,從而抑制核酸和蛋白質(zhì)的合成,并引起肝細(xì)胞損傷[18]。
現(xiàn)有研究表明,血吸蟲(chóng)衍生物rSj-Cys可改善小鼠心肌梗死的炎癥反應(yīng),對(duì)心肌具有保護(hù)作用[19],還可以通過(guò)調(diào)節(jié)TLR2/Myd88信號(hào)通路,促進(jìn)巨噬細(xì)胞從M1到M2 的極化,顯著改善了動(dòng)脈粥樣性腎損傷的腎功能[14]。此外,rSj-Cys 已被用于治療DSS 誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎和LPS 誘導(dǎo)的小鼠膿毒癥[20]。因此,本實(shí)驗(yàn)選用rSj-Cys以研究其對(duì)ALI的保護(hù)作用及其作用機(jī)制。本研究結(jié)果表明,rSj-Cys 可以提高ALI 小鼠的24 h 生存率,具有潛在治療作用。
ERS已被證明參與多種肝臟疾病的進(jìn)展,包括非酒精性脂肪肝、藥物性肝損傷、病毒性肝炎、肝癌等[21-23]。GRP78被認(rèn)為是ERS的標(biāo)志性蛋白,正常情況下,IRE-1、PERK、ATF6 與GRP78 結(jié)合,呈無(wú)活性狀態(tài);ERS狀態(tài)下,未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)大量積聚,使得GRP78與三種感應(yīng)蛋白解離,IRE-1、PERK、ATF6被激活,通過(guò)不同信號(hào)通路最終激活下游信號(hào)分子CHOP和NF-κB,參與急性肝損傷的發(fā)生。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的持續(xù)過(guò)度激活與炎癥反應(yīng)存在相互聯(lián)系。首先,LPS/D-GalN誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷會(huì)導(dǎo)致內(nèi)毒素血癥,LPS可通過(guò)TLR4結(jié)合激活NF-κB,從而引起IL-6、TNF-α等炎癥因子釋放,同時(shí)募集大量枯否細(xì)胞進(jìn)一步促進(jìn)炎癥細(xì)胞聚集活化,進(jìn)而加重肝損傷[24]。除此之外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的過(guò)度激活會(huì)導(dǎo)致IRE1α-XBP1信號(hào)通路被激活,IRE1α磷酸化并與腫瘤壞死因子受體結(jié)合因子2 和凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1 形成復(fù)合物,誘導(dǎo)NF-κB核移位,引起炎癥因子的大量分泌[25]。PERK還通過(guò)抑制NF-κB的抑制蛋白的翻譯來(lái)激活NF-κB[26]。研究發(fā)現(xiàn)重組旋毛蟲(chóng)Cystatin和rSj-Cys通過(guò)抑制TLR/MyD 88信號(hào)通路減輕機(jī)體炎癥[13, 27]。此外還有研究證實(shí)rSj-Cys對(duì)LPS刺激的巨噬細(xì)胞炎癥因子TNF-α、IL-6的分泌也有明顯的抑制作用[28],充分證明了rSj-Cys可以抑制炎癥反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示模型組肝臟組織GRP78、CHOP、NF-κB p-p65 蛋白水平表達(dá)增加,巨噬細(xì)胞表面標(biāo)記物CD68的表達(dá)增高,并且血清炎癥因子TNF-α、IL-6含量明顯增加,肝臟病理結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p害,表明LPS/D-GalN誘導(dǎo)強(qiáng)烈的ERS反應(yīng)和嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。給予rSj-Cys 后顯著下調(diào)了ERS 生物標(biāo)志物GRP78、CHOP 蛋白水平的表達(dá),并抑制了NF-κB p65的磷酸化,顯著降低了巨噬細(xì)胞的炎性浸潤(rùn)程度和小鼠血清促炎性因子IL-6、TNF-α的水平,病理結(jié)構(gòu)改善,表明rSj-Cys抑制急性肝損傷小鼠的ERS和肝臟炎癥損害。
ERS可通過(guò)激活CHOP來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。磷酸化的IRE1α促進(jìn)c-Jun氨基末端激酶和p38分裂原激活蛋白激酶的激活,進(jìn)而激活其下游信號(hào)通路分子CHOP、促凋亡蛋白Bax,抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的活化,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[29],同樣激活后的PERK、ATF6也上調(diào)CHOP的表達(dá)[30],誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)感染日本血吸蟲(chóng)尾蚴的小鼠可能通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激減輕DSS誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡[31]。我們的研究表明,LPS/D-GalN在誘導(dǎo)ERS 的同時(shí),誘導(dǎo)小鼠肝組織內(nèi)促凋亡因子Bax表達(dá),抑制抗凋亡因子Bcl-2表達(dá),肝細(xì)胞凋亡細(xì)胞數(shù)量明顯增加;給予Sj-Cys治療后顯著下調(diào)了ERS標(biāo)志物GRP78、CHOP、NF-κBp-p65蛋白水平的表達(dá),顯著抑制促凋亡因子Bax表達(dá),增加抗凋亡因子Bcl-2表達(dá),凋亡細(xì)胞數(shù)量明顯下降,表明rSj-Cys抑制ALI小鼠的ERS和肝細(xì)胞凋亡。
綜上所述,rSj-Cys 可能通過(guò)調(diào)節(jié)ERS,減輕肝細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng),改善LPS/D-GalN誘導(dǎo)的小鼠ALI。
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(編輯:吳錦雅)
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南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2024年6期