
【摘要】 目的:研究高密度脂蛋白(HDL)抗內(nèi)毒素,保護肝細胞作用。 方法:用超離心方法分離純化血漿脂蛋白,建立內(nèi)毒素血癥急性肝衰竭小鼠模型,觀察HDL處理后各組肝衰竭小鼠的存活率及主要臟器的組織學改變,RTPCR檢測小鼠肝細胞TNFα和IL6 mRNA表達水平。 結(jié)果:HDL對內(nèi)毒素及半乳糖胺所致小鼠肝衰竭有明顯保護作用,治療組存活率明顯高于對照組(85% vs 15%);內(nèi)毒素血癥肝衰竭小鼠肝臟發(fā)生了廣泛的變性壞死,而HDL治療組小鼠肝細胞僅發(fā)生了輕微變性壞死,單純無脂蛋白血漿(LFF)則無此保護作用;內(nèi)毒素小鼠肝組織TNFα和IL6 mRNA表達水平增高,HDL治療組TNFα和IL6 mRNA表達水平接近正常。 結(jié)論:HDL具有抗內(nèi)毒素血癥保護小鼠肝細胞,預防肝衰竭的作用。 其作用機制可能是通過降低肝衰竭小鼠TNFα和IL6的過度表達而發(fā)揮作的。
【關鍵詞】 脂蛋白類;內(nèi)毒素;肝衰竭,細胞因子
0引言
高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein, HDL)顆粒小,蛋白質(zhì)含量高,主要為apoAⅠ,Levels等[1]報道HDL可以介導細菌內(nèi)毒素清除和脫毒。 內(nèi)毒素血癥與肝損害互為因果,在重型肝炎發(fā)病中具有重要作用。 但至今臨床上尚無真正的抗內(nèi)毒素藥物。 我們用人血漿純化HDL治療急性肝功能衰竭小鼠內(nèi)毒素血癥, 觀察其對肝臟的保護作用, 并進一步研究其機制。
1材料和方法
1.1材料
正常人新鮮血漿200 mL,密度梯度離心(日立CP100MX型超速離心機)收集密度在1.063~1.21 g/cm3的HDL部分,透析濃縮后考馬斯亮藍測定蛋白含量。 另外取最底層無脂蛋白血漿部分(LFF,d>1.21)透析濃縮。 HDL純度鑒定采用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法 分離膠濃度為12%,濃縮膠濃度為6%,血漿超離心各種脂蛋白層各取25 μL加SDS制備樣品,點樣,恒流20 mA,樣品進入分離膠后恒流30 mA,電泳3 h 30 min.
1.2方法
Babl/c小鼠(購于中國科學院上海實驗動物中心)60只,體質(zhì)量(18±2) g,隨機分為3組,每組20只,雌雄各半,每只小鼠ip內(nèi)毒素LPS(來自大腸桿菌血清型O55∶B5,Sigma) 15 mg/kg和半乳糖胺(GalN, Sigma) 500 mg/kg混合液(總體積500 μL)。 治療組分別于造模前0.5 h及造模后1,2,4 h尾靜脈iv HDL+LFF(37℃預培育3 h)注射劑量HDL 40 mg/kg,LFF 5 mL/kg;LFF對照組注射LFF 5mL/kg;生理鹽水對照組注射等量生理鹽水。 連續(xù)72 h觀察小鼠存活情況。 取小鼠適量肝、脾、腎、肺、心、腦組織用40 g/L的甲醛溶液固定,石蠟包埋,常規(guī)切片,HE染色。 另剪取新鮮瘤組織50 mg,加Trizo1(GIBCO公司) 1 mL,充分勻漿后按照說明書步驟提取總RNA,以其為模板嚴格按反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Promega)說明書逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA后, PCR擴增體系參照文獻[2],以βactin為內(nèi)參照。 PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳,凝膠圖像分析儀(GELDOCL1000型)分析,所用引物是根據(jù)基因庫中小鼠cDNA序列應用Oligo軟件自行設計,由上海生物工程公司合成(表1)。表1PCR擴增的引物序列、片段長度、退火溫度及循環(huán)數(shù)
統(tǒng)計學處理:采用χ2檢驗。 P<0.05認為有統(tǒng)計學意義。
2結(jié)果
SDSPAGE顯示各種脂蛋白(VLDL,LDL,HDL)分離完全,表明采用超速離心法從人血漿純化HDL的純度和特異性均好。
2.1HDL對小鼠肝衰竭的保護作用
HDL+LFF具有顯著抗內(nèi)毒素及半乳糖胺致死作用,而單純LFF抗致死作用不明顯。 各組小鼠死亡率分別為:模型組為85%,LFF對照組為80%,HDL治療組15%(χ2=13.65,P<0.001)。 模型組小鼠肝細胞混濁腫脹,大量肝細胞壞死,肝竇及匯管區(qū)炎細胞浸潤,心、腦、肺、脾、腎組織學未見明顯異常。 LFF對照組病理改變與模型組類似。 而HDL治療組小鼠肝細胞僅見肝細胞混濁腫脹等變性和輕微壞死(圖1)。A: 模型組; B: LFF對照組; C: HDL治療。
2.2HDL對肝衰竭小鼠肝細胞因子的影響
模型組肝組織TNFα和IL6 mRNA表達水平增高,LFF對照組與模型組無差異,HDL治療組TNFα和IL6 mRNA表達水平接近正常小鼠(圖2)。
3討論
內(nèi)毒素含脂質(zhì)A,脂蛋白是體內(nèi)脂質(zhì)運載的工具,因此,脂蛋白可以結(jié)合內(nèi)毒素,是天然存在的細胞外LPS清除劑。 本研究顯示HDL能顯著降低內(nèi)毒素所致肝功能衰竭小鼠的死亡率。 模型組小鼠肝臟發(fā)生廣泛變性壞死,腎、脾、心、腦組織未見類似改變,與文獻報道用半乳糖胺敏化內(nèi)毒素選擇性誘導小鼠肝功能衰竭相一致[3],LFF對照組小鼠肝臟組織學改變與模型組相似,HDL+LFF治療組小鼠肝臟僅見輕微變性壞死;DNA片斷化分析模型組小鼠肝細胞DNA呈現(xiàn)凋亡特征性梯狀條帶,而HDL治療組則無此改變,說明肝細胞凋亡也是內(nèi)毒素所致肝功能衰竭的一種重要病理形式。 Johnston等[4]研究表明,C57BL/6小鼠吸入LPS能夠誘導肺組織產(chǎn)生強烈的中性粒細胞反應,使TNFα,IL1β,IL6,IFN,MIP1等mRNA表達水平上升, 本研究亦顯示ipLPS也能夠誘導肝臟高表達TNFα和IL6,表明這些炎性細胞因子在急性肝衰竭的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。 HDL治療組TNFα和IL6表達水平下降,可能與HDL結(jié)合血液中的內(nèi)毒素,減輕肝細胞的炎癥反應,起到保護肝臟的作用有關。
HDL起作用需要無脂蛋白血漿中某些成分參與。 van Leeuwen等[5]報道血漿中存在一種LBP(LPSbinding protein),促進LPS與HDL結(jié)合。 在正常情況下LPS與HDL結(jié)合在一起,但超離心制備HDL時,在較強外力的作用下LBP從HDL中分離出來,分布到d>1.21個g/cm3部分[6]。 在我們實驗中用超離心法制備HDL,使LBP解離而喪失結(jié)合LPS的作用,因此,在實驗中加入LFF后可使HDL恢復結(jié)合LPS的能力,發(fā)揮保護肝細胞的作用。 本實驗證實了血漿中的HDL是結(jié)合LPS的主要成分,介導了LPS清除和脫毒,其確切機制有待進一步研究。
【參考文獻】[1]Levels JH, Abraham PR, van den Ende A, et al. Distribution and kinetics of lipoproteinbound endotoxin[J]。 Infect Immun, 2001, 69(5): 2821.
[2]Chen YZ, Gu XF, Caen JP, et al. Interleukin3 is an autocrine growth factor of human megakaryoblasts, the DAMI and MEG 01 cells[J]。 Br J Haematol, 1994,88(3): 481-487.
?。?]Leist M, Gantner F, Bohlinger I, et al. Tumor necrosis factorinduced hepatosis precedes liver failure in experimental murine shock models[J]。 Am J Pathol, 1995, 146(5): 1220-1234.
?。?]Johnston CJ, Finkelstein JN, Gelein R, et al. Pulmonary cytokine and chemokine mRNA levels after inhalation of lipopolysaccharide in C57BL/6 mice[J]。 Toxicol Sci, 1998, 46(2): 300-307.
?。?]van Leeuwen HJ,van Beek AP,DallingaThie GM,et al.The role of high density lipoprotein in sepsis[J]。 Nertherlands J Med, 2001, 59(3):102-110.
?。?]Wurfel MM, Kunitake ST, Lichenstein H, et al. Lipopolysaccharide (LPS)binding protein is carried on lipoproteins and actss as a cofactor in the neutralization of LPS[J]。 J Exp Med,1994,180(3):1025-1035.