放射對小腸黏膜上皮細(xì)胞IL-2和IL-6分泌的影響

王文聞

對于腹部腫瘤放療患者常因輻射而導(dǎo)致患者腸道粘膜上皮細(xì)胞受損，放療輻射可引起上皮細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致腸粘膜結(jié)構(gòu)受到破壞，使得細(xì)胞上皮增殖受到抑制，腸道屏障功能受損，繼而發(fā)生腸源性感染［1］。研究表明［2］，當(dāng)機(jī)體組織細(xì)胞受損時，機(jī)體防御系統(tǒng)會被啟動，相關(guān)的促炎癥因子(IL-2、IL-6)會隨之釋放，破壞免疫系統(tǒng)平衡以及機(jī)體正常狀態(tài)，加重患者炎癥反應(yīng)。選取合適的方法能有效抑制腸道上皮黏膜細(xì)胞凋亡，對改善腹部腫瘤患者腸道功能具有重要的意義［3］。為此本文將對放射引起的小腸黏膜上皮細(xì)胞分泌IL-2、IL-6的作用機(jī)理進(jìn)行研究，并分析愛維治對改善放射性大鼠小腸上皮細(xì)胞凋亡的相關(guān)基因bax、bcl-2水平表達(dá)的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

選取50只健康成年雄性大鼠(Wistar)作為研究對象，體重為200～250 g，平均體重(225.8 ±12.8)g，所有大鼠照射前禁食12 h。

1.2 實驗方法

實驗大鼠稱重后均于腹部注射0.5%戊巴比妥鈉進(jìn)行麻醉，并將其固定于手術(shù)板上，應(yīng)用高能X線直線加速器(美國西門子公司)進(jìn)行腹部照射，照射面積為8.5 cm ×8.5 cm，照射劑量為 9 Gy，從劍突部位向趾骨方向照射，放射源強(qiáng)度設(shè)為5 cGy/min。將愛維治(奧地利奈科明有限公司)注射液分別配制成濃度為10%、20%、30%注射液。將50只大鼠隨機(jī)分為正常組(沒有經(jīng)過腹部照射的正常大鼠)、放射組(經(jīng)過腹部照射，但不注射愛維治)、低劑量愛維治組、中劑量愛維治組以及高劑量愛維治組(每組10只大鼠，分別于放射當(dāng)天在腹腔內(nèi)注射10%、20%、30%愛維治，每天2次，持續(xù)注射4 d)，同時放射組大鼠于放射當(dāng)天于腹腔內(nèi)注射等容量生理鹽水，每天2次。

1.3 檢測方法

IL-2、IL-6的檢測:抽取各組大鼠靜脈血3 ml，離心處理后，應(yīng)用全自動化免疫分析儀檢測白介素(IL-2、IL-6)水平。腸黏膜形態(tài)學(xué)觀察:各組大鼠持續(xù)注射藥物4 d后，麻醉后猝死大鼠，并在每只大鼠腹部取3 cm回腸組織，待固定后石蠟包埋并切片(厚度4 μm)。對組織樣本進(jìn)行HE染色，并應(yīng)用圖像分析儀(德國Leica公司)檢測各組大鼠小腸絨毛高度、黏膜厚度、隱窩深度、全層壁厚。采用免疫組化法檢測各組大鼠小腸黏膜上皮細(xì)胞中bax、bcl-2基因蛋白的表達(dá)，免疫組化試劑盒由武漢博士生物工程公司提供，操作嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，組間計量資料均值的比較采用成組設(shè)計t檢驗，進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t法，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 放射對大鼠上皮細(xì)胞IL-2、IL-6分泌的影響

放射組及低劑量愛維治組大鼠小腸黏膜上皮細(xì)胞中IL-2、IL-6水平顯著高于其他各組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，中、高劑量愛維治組小腸黏膜上皮細(xì)胞中IL-2和IL-6水平高于正常組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05)，見表1。

表1 放射對大鼠上皮細(xì)胞IL-2、IL-6分泌的影響(±s，ng/L)

表1 放射對大鼠上皮細(xì)胞IL-2、IL-6分泌的影響(±s，ng/L)

注:①為與正常組相比，P＜0.05;②為與中劑量組相比，P＜0.05;③為與高劑量組相比，P＜0.05;④為與正常組相比，P＞0.05。

組別 只數(shù) IL-2水平 IL-6 10 147.8 ±22.9 197.4 ±38.5放射組 10 244.9 ±40.8①②③ 324.3 ±41.9①②③低劑量愛維治組 10 205.9±32.6①②③ 298.3±51.3①②③中劑量愛維治組 10 162.6±24.8④ 212.8±29.5④高劑量愛維治組 10 158.6±22.9④ 209.5±22.7④F值水平正常組0.000 0.000 112.564 104.521 P值

2.2 各組大鼠形態(tài)組織學(xué)變化

愛維治各組大鼠小腸絨毛高度、黏膜厚度、隱窩深度、全層厚度與放射組比較改善顯著(P＜0.05)，與正常組相比，無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，見表2。

表2 各組大鼠形態(tài)組織學(xué)變化(±s，μm)

表2 各組大鼠形態(tài)組織學(xué)變化(±s，μm)

注:①為與正常組相比，P＜0.05;②為與放射組相比，P ＞0.05;③為與放射組相比，P＜0.05;④為與中劑量組相比，P＜0.05。

32.6放射組 10 238.9±22.7① 151.6 ±26.4① 421.5±32.2① 579.8±35.9①低劑量愛維治組 10 236.8±30.5② 155.4±25.6② 435.6±33.2② 578.4±26.5②中劑量愛維治組 10 254.6±26.8③ 166.8±25.3③ 512.4±30.5③ 612.8±37.8③高劑量愛維治組 10 262.5±30.23③④ 165.5±19.83③④ 511.8±29.63③④ 609.9±34.53③④F值組別 只數(shù) 絨毛高度 隱窩深度 黏膜厚度 全層厚度正常組 10 264.8 ±22.9 171.5 ±26.12 461.5 ±32.7 621.8 ±0.000 0.000 0.000 0.000 55.899 61.332 59.862 61.231 P值

2.3 各組bax、bal-2蛋白表達(dá)及bal-2/bax情況

中、高劑量愛維治組小腸上皮黏膜細(xì)胞中凋亡相關(guān)蛋白bax表達(dá)水平顯著低于放射組，而bcl-2水平高于放射組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，見表3。

表3 各組動物bax、bal-2蛋白表達(dá)及bal-2/bax情況(±s，%)

表3 各組動物bax、bal-2蛋白表達(dá)及bal-2/bax情況(±s，%)

注:①為與正常組相比，P＜0.05;②為與放射組相比，P ＞0.05;③為與放射組相比，P＜0.05;④為與中劑量組相比，P＜0.05。

組別 只數(shù) Bax表達(dá)量 bal-2表達(dá)量10 23.65 ±9.54 45.32 ±0.69 1.998放射組 10 59.63±12.10① 20.32±12.50① 0.3425①低劑量愛維治組 10 49.23±13.41② 21.33±10.50② 0.4333②中劑量愛維治組 10 24.56±8.69③ 55.62±8.62③ 2.0653③高劑量愛維治組 10 23.54±9.123③④ 52.63±8.323③④ 2.12753③④F值bal-2/bax正常組0.000 0.000 0.000 69.322 56.887 45.321 P值

3 討論

3.1 放射對小腸黏膜上皮細(xì)胞IL-2、IL-6分泌的影響

腸道是對放射最敏感的部位，在腹部腫瘤放療過程中，小腸上皮黏膜細(xì)胞容易受到破壞，出現(xiàn)急性放射性腸道炎，部分患者由于對并發(fā)癥不耐受而需終止治療，嚴(yán)重影響患者的預(yù)后及生存質(zhì)量［4］。

IL-2、IL-6屬于多功能細(xì)胞因子，可作為炎癥性細(xì)胞因子參與放射對正常組織引起的炎性損傷反應(yīng)中［5］。Aox等［6］研究指出，IL-6 是肺臟放療治療后急性炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)因子，在放療后數(shù)小時其數(shù)量可顯著升高，并加速急性炎癥反應(yīng)，同時會刺激成纖維細(xì)胞增殖，引起肺部纖維化。本研究中放射組及愛維治低劑量組大鼠小腸黏膜上皮細(xì)胞分泌IL-2、IL-6水平顯著高于其他各組差異有統(tǒng)計學(xué)意義，愛維治中、高劑量組中小腸黏膜上皮細(xì)胞分泌IL-2和IL-6水平高于正常組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，從而提示放射引起的腸道損傷屬于炎癥反應(yīng)的過程，可促使腸道上皮黏膜大量分泌IL-2、IL-6等炎癥因子，從而對上皮黏膜結(jié)構(gòu)及組織造成損害，引起相關(guān)炎癥的發(fā)生。

3.2 愛維治對bax、bal-2蛋白表達(dá)水平的影響

目前大量的臨床研究表明放射治療可引起小腸黏膜上皮細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，放射引起的腸道上皮黏膜細(xì)胞凋亡可能與放射后腸道炎性細(xì)胞IL-2、IL-6大量分泌產(chǎn)生炎癥反應(yīng)、黏膜自由基增加、黏膜缺血缺氧以及細(xì)胞內(nèi)部DNA受損有關(guān)［7］。bax、bal-2蛋白屬于細(xì)胞凋亡的調(diào)控基因，bal-2/bax的大小決定了細(xì)胞在受到刺激后發(fā)生凋亡的情況。研究表明，bax、bal-2基因在腸道黏膜上皮細(xì)胞損傷中起重要作用，與細(xì)胞凋亡有密切關(guān)系。袁翠堂等［8］研究表明，燒傷后患者腸道黏膜細(xì)胞凋亡增強(qiáng)與bal-2的參與有密切的關(guān)系。本研究結(jié)果顯示，愛維治能有效降低放射線對大鼠腸道黏膜的刺激，加速腸道受損黏膜的愈合，在修復(fù)受損黏膜的過程中，能促使bax蛋白下調(diào)，并可抑制bal-2表達(dá)蛋白的上調(diào)，從而提示愛維治能有效促進(jìn)急性放射性腸炎黏膜的修復(fù)。

［1］譚立君，董文靜，劉江濤，等.厄貝沙坦對放射誘導(dǎo)小腸黏膜上皮細(xì)胞分泌IL-6和PAI-1的影響〔J〕.中國腫瘤，2011，20(10):768.

［2］Ong ZY，Gibson R J，Bowen JM.Pro-inflammatory cytokines play a key role in the development of radiotherapyinduced gastrointestinal mucositis〔J〕.Radiation Oncology，2010，(5):22.

［3］杜清華，王仁生.放射性口腔黏膜炎的發(fā)病過程〔J〕.國際腫瘤學(xué)雜志，2011，38(6):465.

［4］張獻(xiàn)彩，張 雷.糖尿病小鼠小腸黏膜掃描電鏡的觀察〔J〕.重慶醫(yī)學(xué)，2011，40(28):2815.

［5］李文生，涂小煌，黃少雄，等.葉酸缺乏導(dǎo)致人正常結(jié)腸黏膜上皮細(xì)胞DNA甲基化狀態(tài)的改變與結(jié)直腸癌的檢測關(guān)系〔J〕.中華實驗外科雜志，2012，29(2):191.

［6］Ao X，Zhao L，Davis MA，et al.Radiation produces differential changesin cytokine profiles in radiation lung fibrosis sensitive and resistant mice〔J〕.Hematol Oncol，2009，2(6):512.

［7］李 方，陳阿靜，杜 鵑，等.共刺激因子在潰瘍性結(jié)腸炎中的表達(dá)及意義〔J〕.中華病理學(xué)雜志，2010，39(1):19.

［8］袁翠堂.急性放射性肺損傷相關(guān)生物學(xué)因素的研究進(jìn)展〔J〕.實用癌癥雜志，2012，27(2):218.