富甲烷盐水通过上调HO-1表达在CLP诱导脓毒症大鼠肠损伤中保护作用及机制

发布时间：2020-07-09 12:23

【摘要】：目的:脓毒症(sepsis)及脓毒症休克常伴有凝血功能障碍、急性肺损伤、循环衰竭以及肠道屏障破坏等全身各脏器功能障碍。脓毒症释放大量炎症介质引起肠道屏障受损,大量细菌易位入血,引起其他脏器感染损伤,最终造成多脏器功能衰竭甚至死亡。甲烷是最简单的一种烷烃,可能是地球上目前含量最丰富的一种有机物。自然环境中,甲烷在有机体在缺氧的环境中降解产生,广泛的散布到大气中的一种有害的气体。人体内产生甲烷方式之一是线粒体在低氧条件下受损。近年关于生物气体甲烷研究显示其在哺乳动物的神经、肠系膜、肝脏、心肌、糖尿病视网膜病变模型等缺血再灌注损伤模型中,甲烷的治疗作用能对抗氧化应激使线粒体免受损伤。核因子E2相关因子2(Nuclear factor E2 related factor2,Nrf2)和血红素加氧酶-l(heme oxygenase-1,HO-1)能对抗氧化应激损伤。富甲烷盐水(Methane saline,MS)减轻脓毒症大鼠肠损伤中的作用机制尚不十分清楚。本研究拟探讨MS治疗对脓毒症大鼠肠道组织HO-1及其调控靶点表达的影响,为明确其治疗机制提供参考。方法:成年雄性SD大鼠160只,8~10周龄,体重220~280 g,随机分为5组:sham组、sepsis组、脓毒症模型+甲烷盐水治疗组(sepsis+MS)、脓毒症模型+ZnPPIX组(sepsis+ZnPPIX组)和脓毒症模型+甲烷盐水治疗+ZnPPIX组(sepsis+MS+ZnPPIX组)。盲肠结扎穿孔(CLP)法建立sepsis模型。10%MS治疗10ml/kg分别于假手术或CLP术后0.5 h、12h和每间隔24h分别给予MS组腹腔注射,其他组给予生理盐水治疗。30mg/kgZnPPIX分别术前1h给予Sepsis+ZnPPIX组和sepsis+MS+ZnPPIX组腹腔注射。第一部分:100只大鼠随机分为5组(n=20),记录每组大鼠1、2、3、5、7天生存率。再取60只大鼠随机分为5组(n=12)。造模后6 h、18 h处死大鼠,测定各个时间点大鼠肠组织SOD、MPO水平,血清及肠组织中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)及白细胞介素10(IL-10)的水平。肠损伤评分Chiu’S法评估术后6h、18 h大鼠肠组织病理改变,FITC荧光标记法测定肠道通透性。第二部分:上组60只大鼠术后6 h、18 h处死大鼠,采用Western blot免疫印迹法测量各个时间点大鼠肠黏膜组织紧密连接蛋白(Occludin)、HO-1以及Nrf2蛋白的表达;采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)法测定肠粘膜紧密连接蛋白、HO-l mRNA以及Nrf2 mRNA的表达。结果:第一部分:假手术组盐水治疗组大鼠生存率为100%。在脓毒症组大鼠中,大鼠生存率由24 h的85%降至48 h的40%;MS治疗能提高sepsis大鼠的7 d存活率(P0.05);ZnPPIX注射组大鼠生存率降低(P0.05)。脓毒症大鼠肠组织病理学评分、肠道通透性比假手术组增高(P0.05),MS治疗可明显缓解这些变化(P0.05),肠组织损伤注射ZnPPIX后加重(P0.05);MS治疗提高sepsis大鼠血清和肠组织IL-10及SOD水平,降低TNF-α、IL-1β及MPO表达水平(P0.05),注射ZnPPIX使TNF-α、IL-1β和MPO水平升高,SOD和IL-10水平降低(P0.05)。第二部分:与假手术组相比,造模术后6h、18 h脓毒症组大鼠肠组织HO-1、Nrf2蛋白及mRNA表达升高(P0.05),MS治疗后可以上调脓毒症大鼠小肠组织HO-1、Nrf2的表达(P0.05)。与假手术组相比,其他组大鼠小肠黏膜组织中紧密连接蛋白术后6 h、18 h显著降低(P0.05),MS治疗可增加紧密连接蛋白活性(P0.05),ZnPPIX抑制HO-1的表达,紧密连接蛋白活性降低,同时逆转MS对脓毒症大鼠肠道损伤的治疗作用(P0.05)。结论:MS通过Nrf2诱导HO-1的表达,增高大鼠肠道黏膜组织SOD活性,抑制促炎因子的释放及MPO浸润,增加大鼠小肠黏膜紧密连接蛋白活性,减轻肠黏膜的损伤、降低肠道通透性及肠道炎症反应,从而减轻脓毒症大鼠的肠道损伤。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R459.7
【图文】：

大鼠,生存率,脓毒症,腹腔

富甲烷盐水注入腹腔治疗后，脓毒症大鼠 3 天生存率为 60%，5 天%，7 天生存率为 60%显著提高（P<0.05），而使用 HO-1 抑制剂 Z，大鼠生存率 72h 生存率为 20%，120h 生存率为 10%，168h 生存低（P<0.05）。表 1：5 组大鼠生存率比较 (n=20)(day) 0 1 2 3 5 100% 100% 100% 100% 100% 1s 100% 80%a45%a25%a15%as+MS 100% 85% 70%ab60%ab55%ab5s+ZnPPIX 100% 75%a35%ac20%ac10%acs+ZnPPIX+MS 100% 80% 50%ac35%ac20%ac表示与 sham 组比较 P < 0.05,b 与 sepsis 组比较 P < 0.05，c 与 sepsis+MS 组比0.05)。

盐水,甲烷,大鼠,脓毒症

10 的释放增加（P<0.05）。富甲烷盐水治疗和 sepsis 组相比，促炎因子表达下降，肠组织 MPO 下降（P<0.05），肠组织 SOD、抗炎因子增加（P<0.05）。脓毒症+甲烷盐水治疗组+ZnPPIX 和富甲烷盐水治疗和脓毒症组相比，促炎因子表达上升，抗炎因子表达下降（P<0.05），说明 HO-1 活性被抑制后，富甲烷盐水对炎症反应的调节作用下降。表 2. MS 和 ZnPPIX 处理 5 组大鼠对血浆 TNF-α , IL-1β 和 IL-10 表达影响 ( x ±s,n=6)GroupsTNF-α(pg/ml) IL-1β(pg/ml) IL-10(pg/ml)6h 18h 6h 18h 6h 18hham 12.4±1.5 12.0±1.6 14.3±2.2 14.2±3.1 13.3±1.4 15.6±1.5epsis 680.2±60.6a315.3±47.2a124.3±8.4a243.4±9.3a55.0±4.4a68.5±5.4aepsis+MS 510.4±48.4ab220.5±52.2ab100.3±7.8ab180.2±8.4ab90.3±6.8ab102.5±7.1aepsis+ZnPPIX 720.6±60.5ac410.6±57.4ac138.8±10.6ac256.5±9.7ac52.0±4.8ac62.6±5.8acepsis+ZnPPIX+MS 660.8±46.5ac328.4±54.2ac120.1±8.8ac200.5±9.6ac60.2±3.9ac70.2±4.4ac（a 表示与 sham 组比较 P < 0.05,b 与 sepsis 组比较 P < 0.05，c 与 sepsis+MS 组比较 P <0.05)。

盐水,甲烷,脓毒症,相关指标

第一部分甲烷盐水对脓毒症大鼠肠损伤及相关指标表达的影响表 3. MS 治疗和 ZnPPIX 处理对各组大鼠肠道 TNF-α , IL-1β 和 IL-10 表达影响( x±s,n=6)upsTNF-α(pg/mg) IL-1β(pg/mg) IL-10(pg/6h 18h 6h 18h 6h 28.2±4.5 30.3±5.5 83.3±3.2 82.5±3.4 12.5±1.4 1340.5±78.4a1003.4±70.2a624.3±35.4a393.4±39.3a70.0±5.9a1 700.4±56.2ab615.3±87.5ab400.3±44.8ab280.2±48.4ab110.6±7.9ab1PPIX 1480.6±80.8ac995.9±80.9ac700.8±40.6ac416.5±39.7ac71.4±4.4acPPIX+MS 1290.2±78.5ac895.3±77.2ac590.1±48.8ac350.5±42.6ac80.2±5.8ac1（a 表示与 sham 组比较 P < 0.05,b 与 sepsis 组比较 P < 0.05，c 与 sepsis+MS 组比较 P <0.05)。

【参考文献】