重癥急性胰腺炎肺損傷大鼠肺內(nèi)血紅素加氧酶-1及環(huán)氧合酶-2的表達(dá)及意義的實(shí)驗(yàn)研究

劉曉凡 許靜 董薇(通訊作者)

221004徐州醫(yī)科大學(xué)國家級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

重癥急性胰腺炎肺損傷大鼠肺內(nèi)血紅素加氧酶-1及環(huán)氧合酶-2的表達(dá)及意義的實(shí)驗(yàn)研究

劉曉凡 許靜 董薇(通訊作者)

221004徐州醫(yī)科大學(xué)國家級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

目的：探討重癥急性胰腺炎(SAP)肺損傷大鼠肺內(nèi)血紅素加氧酶-1(HO-1)及環(huán)氧合酶-2(COX-2)的表達(dá)及意義。方法：將大鼠隨機(jī)分為正常組、模型組、HO-1誘導(dǎo)組和COX-2抑制組，后3組大鼠采用傳統(tǒng)的?；悄懰徕c法進(jìn)行造模，HO-1誘導(dǎo)組于造模后5 min靜脈注射牛血晶素，COX-2抑制組于造模前2 h灌胃Celeeoxib水溶液，模型組給予等體積生理鹽水。于造模后3 h、12 h分別觀察各組大鼠的腹水情況，并分析腹水量，然后檢測血清中TNF-α與HO-1含量，肺組織勻漿中的MPO、COX-2含量。結(jié)果：與正常組相比較，模型組大鼠造模后3 h便有腹水形成，腹水含量顯著升高，實(shí)驗(yàn)對象機(jī)體內(nèi)的COX-2、HO-1、TNF-α等明顯上升，組間數(shù)據(jù)差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論：SAP導(dǎo)致的肺部損傷大鼠COX-2和HO-1均顯著表達(dá)，其中后者高度表達(dá)能抵抗肺部損傷，而前者高度表達(dá)會(huì)加深肺損傷程度。

重癥急性胰腺炎；肺損傷；血紅素加氧酶-1；環(huán)氧合酶-2

在發(fā)生重癥急性胰腺炎(SAP)后，除了胰臟自身發(fā)生缺血以及壞死之外，還會(huì)表現(xiàn)出多器官功能異常和衰竭。在所有合并癥中，急性肺損傷(ALI)為最嚴(yán)重的并發(fā)癥，為引起SAP者死亡的關(guān)鍵因素[1]。體內(nèi)HO-1與COX-2的表達(dá)與急性肺損傷的發(fā)生機(jī)制存在著一定的相關(guān)性[2]，但是其具體機(jī)制還不太清楚。因此，本文研究SAP肺損傷的具體發(fā)生機(jī)制，探討SAP肺損傷大鼠肺內(nèi)血紅素加氧酶-1(HO-1)及環(huán)氧合酶-2(COX-2)的表達(dá)情況及意義。

資料與方法

一般資料：髓過氧化物酶(MPO)，牛血晶素(HO-1誘導(dǎo)劑)，牛磺膽酸鈉，大鼠 IL-10、TNF-α、HO-1與 COX-2的ELISA檢測試劑盒。選擇健康雄性大鼠80只為實(shí)驗(yàn)對象，待適應(yīng)環(huán)境3 d后，隨機(jī)分為正常組、模型組、HO-1誘導(dǎo)組，COX-2抑制組，每組20只。

方法：①制作SAP模型。對模型組、COX-2抑制組以及HO-1誘導(dǎo)組制備SAP模型。具體步驟：實(shí)驗(yàn)前1 d禁食，分別注射3%戊巴比妥鈉后麻醉，在腹部正中位置做切口入腹，確認(rèn)胰膽管、肝門肝總管。夾閉胰管入肝門段和十二指腸，使用專業(yè)注射器逆行進(jìn)入膽胰管內(nèi)，注入濃度為5%的牛黃散酸鈉。10 min后觀察實(shí)驗(yàn)對象十二指腸、胃以及脾臟彌散胰腺組織，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出血點(diǎn)后，移除針頭，去掉血管夾，閉合腹部。HO-1誘導(dǎo)組在完成造模之后5 min于腸系膜靜脈內(nèi)注射劑量為75 μg/kg的牛血晶素，COX-2抑制組在實(shí)施造模處理前2 h于胃中灌注Celeeoxib液，模型組在胃部灌注相等體積0.9%NS。②采樣及指標(biāo)檢測方法。各組于造模后3 h、12 h分別進(jìn)行腹部動(dòng)脈采血。每只大鼠在采血前先觀察腹水情況，并分析腹水量的變化趨勢，后實(shí)施采血環(huán)節(jié)，獲得血清之后，開展HO-1以及TNF-α活性檢測。斷頸處死大鼠10只，第一時(shí)間取出右側(cè)肺下葉，結(jié)合試劑盒要求，開展COX-2以及MPO活性檢測。相關(guān)物質(zhì)含量測定嚴(yán)格依照說明書完成。

統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：所有數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0軟件完成統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料采用(±s)表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用率(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

各組大鼠腹水性質(zhì)與含量變化，見表1。

各組大鼠血清中TNF-α、HO-1含量變化，見表2和表3。

各組大鼠肺組織中MPO、COX-2含量變化，見表4和表5。

討 論

急性胰腺炎是臨床上一種比較多見的急性病，當(dāng)前，學(xué)術(shù)界對于該疾病的發(fā)生機(jī)制依舊存在爭議[3]。有文獻(xiàn)證實(shí)，在病理性因素的影響下，機(jī)體內(nèi)胰酶被激活，發(fā)生輕微炎性反應(yīng)[4]。該疾病并非獨(dú)立存在。SAP通常會(huì)引起全身性炎性反應(yīng)，大約有25.00%的患者發(fā)病后未能得到及時(shí)控制，演變?yōu)橹囟纫认傺?。急性肺部受損為SAP早期嚴(yán)重并發(fā)癥之一，患者罹患該并發(fā)癥后，往往會(huì)出現(xiàn)全身性反應(yīng)。SAP患者體內(nèi)含有大量的炎性因子，其不但推進(jìn)了局部炎癥進(jìn)展，同時(shí)也加速了全身炎性反應(yīng)程度。一些特定炎性因子過度表達(dá)，還會(huì)加重SAP炎性反應(yīng)程度。COX-2為機(jī)體必需關(guān)鍵酶之一，其含量和炎癥發(fā)展密切相關(guān)，也被稱為啟動(dòng)炎性反應(yīng)的關(guān)鍵酶類。HO-1屬于應(yīng)激性蛋白，倘若機(jī)體受到外界刺激發(fā)生氧化應(yīng)激，就會(huì)啟動(dòng)抗氧化保護(hù)系統(tǒng)。在此過程中，HO-1發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用。

本文結(jié)果顯示，與正常組相比較，模型組大鼠造模3 h后便有腹水形成，腹水含量顯著升高，COX-2、HO-1、TNF-α等明顯上升，組間數(shù)據(jù)差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相較于模型組而言，其余兩組經(jīng)治療后相關(guān)指標(biāo)有所恢復(fù)，這一點(diǎn)重點(diǎn)體現(xiàn)在12 h時(shí)。由此可見，SAP導(dǎo)致的肺部損傷在大鼠COX-2和HO-1中均顯著表達(dá)，其中后者高度表達(dá)能夠抵抗肺部損傷，而前者高度表達(dá)會(huì)加深肺損傷程度。

表1 造模后3 h、12 h各組大鼠腹水含量比較(±s，mL)

表1 造模后3 h、12 h各組大鼠腹水含量比較(±s，mL)

組別 只數(shù) 3 h 12 h正常組 20 2.64±0.61 3.16±0.67模型組 20 4.51±0.91▲ 5.91±1.51▲HO-1誘導(dǎo)組 20 4.17±0.81 3.26±0.92?COX-2抑制組 20 4.19±0.79 3.22±1.01?注：與正常組比較，▲P＜0.05；與模型組比較，?P＜0.05。

表2 各組大鼠造模后血清中TNF-α含量變化(±s，ng/mL)

表2 各組大鼠造模后血清中TNF-α含量變化(±s，ng/mL)

組別 只數(shù) 3 h 12 h正常組 20 18.99±2.81 26.89±6.21模型組 20 125.75±31.17? 269.93±37.38?HO-1誘導(dǎo)組 20 113.87±3.68 134.51±22.24▲COX-2抑制組 20 109.81±3.12 131.37±21.24▲注：與模型組相比，▲P＜0.05；與正常組相比，?P＜0.05。

表3 各組大鼠造模后血清中HO-1含量變化(±s，ng/mL)

表3 各組大鼠造模后血清中HO-1含量變化(±s，ng/mL)

組別 只數(shù) 3 h 12 h正常組 20 156.12±32.87 161.43±33.25模型組 20 176.71±41.27? 569.27±66.24?HO-1誘導(dǎo)組 20 161.29±23.61 894.11±98.14▲COX-2抑制組 20 159.82±19.43 771.32±83.25▲注：與正常組相比，?P＜0.05；與模型組相比，▲P＜0.05。

表4 不同組大鼠肺組織中MPO含量變化(±s，U/g)

表4 不同組大鼠肺組織中MPO含量變化(±s，U/g)

組別 只數(shù) 3 h 12 h正常組 20 0.721±0.068 0.752±0.069模型組 20 1.161±0.067? 2.457±0.044?HO-1誘導(dǎo)組 20 1.029±0.062 1.782±0.071▲COX-2抑制組 20 1.018±0.043 1.832±0.052▲注：與正常組相比，?P＜0.05；與模型組相比，▲P＜0.05。

表5 不同組大鼠肺組織中COX-2含量變化(±s，pg/mL)

表5 不同組大鼠肺組織中COX-2含量變化(±s，pg/mL)

組別 只數(shù) 3 h 12 h正常組 20 74.11±6.13 75.22±6.94模型組 20 131.12±6.67? 143.71±7.44?HO-1誘導(dǎo)組 20 124.29±7.61 109.21±4.91▲COX-2抑制組 20 122.82±5.41 101.42±5.51▲注：與正常組相比，?P＜0.05；與模型組相比，▲P＜0.05。

[1]張全,曹麗葉,程樹杰,等.重癥急性胰腺炎模型大鼠肺組織血紅素加氧酶-1的表達(dá)及意義[J].中國普通外科雜志,2013,22(9):1164.

[2]張磊,張飛虎,潘曙明,等.血紅素加氧酶-1高表達(dá)對重癥急性胰腺炎大鼠臟器功能的保護(hù)作用及其機(jī)制[J].肝膽胰外科雜志,2013,25(3):210-214.

[3]熊玉霞.瀉心湯有效組分對重癥急性胰腺炎相關(guān)性腸/肺損傷的保護(hù)作用與機(jī)制研究[D].成都中醫(yī)藥大學(xué),2009.

[4]胥楠,蘆靈軍,陳曉理,等.環(huán)氧化酶-2抑制劑對急性胰腺炎大鼠繼發(fā)全身炎癥反應(yīng)保護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].肝膽胰外科雜志,2008,20(4):258-260.

Expression and significance of heme oxygenase-1(HO-1)and cyclooxygenase-2(COX-2)in lung of rats with severe acute pancreatitis with lung injury

Liu Xiaofan,Xu Jing,Dong Wei(Corresponding author)
National Basic Medical Experimental Teaching Demonstration Center of Xuzhou Medical University 221004

Objective:To explore the expression and significance of heme oxygenase-1(HO-1)and cyclooxygenase-2(COX-2)in lung of rats with severe acute pancreatitis with lung injury.Methods:Rats were randomly divided into the normal group,the model group,the HO-1 induction group and the COX-2 inhibitory group.The latter three groups were treated with the traditional sodium taurocholate method,5 minutes after modeling.The HO-1 induction group was given intravenous injections of bovine crystalline pigment.2 hours before modeling,the COX-2 inhibitory group was given intragastric administration of Celeeoxib aqueous solution.The model group was treated with an equal volume of saline.At 3 and 12 hours after modeling,we measured the ascites in rats and analyzed the amount of ascites,then detected the levels of TNF-α and HO-1 in serum and the contents of MPO and COX-2 in lung homogenates.Results:Compared with the normal group,ascites formation occurred in the model group at 3 hours after modeling,ascites content was significantly increased,the levels of COX-2,HO-1 and TNF-α in the subjects were obviously increased,and there was significant difference between groups(P＜0.05).Conclusion:Both COX-2 and HO-1 were significantly expressed in rats with lung injury induced by SAP.The high expression of the latter was resistant to lung damage.The high expression of the former increased lung injury.

Severe acute pancreatitis;Lung injury;Heme oxygenase-1;Cyclooxygenase-2

10.3969/j.issn.1007-614x.2017.23.2