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本文主要从以下几个部分展开论述: 第一部分 内质网应激与细胞焦亡相关蛋白在大鼠肝脏热缺血再灌注损伤中的表达情况 目的:研究大鼠肝脏热缺血再灌注损伤过程中,内质网应激及细胞焦亡相关蛋白的表达情况。 方法:(1)大鼠肝脏热缺血再灌注损伤模型及分组:选取36只SD雄性健康大鼠,体重约280-300g,用血管阻断夹阻断第一肝门,建立大鼠肝脏全肝阻断缺血再灌注模型。分为对照组(Sham组),缺血30分钟再灌注0小时组(IR0h组),再灌注1小时组(IR1h组),再灌注6小时组(IR6h组),再灌注12小时组(IR12h组),再灌注24小时组(IR24h组),每组6只大鼠,分别于各时间点采集血液和肝脏组织标本。(2)各组肝脏组织行HE染色,在光镜下观察组织病理变化,评估炎症及组织坏死情况。(3)血液标本送西南医科大学附属医院检验科,采用全自动生化分析仪检测大鼠血清中谷丙转氨酶(alanine transaminase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate transaminase,AST)及(lactic dehydrogenase,LDH)的变化水平;采集的血液采用免疫组织化学技术(immunohistochemistry,IHC)和免疫印迹(Western blot)法检测各组焦亡相关蛋白caspase-1、caspase-11的表达情况;免疫印迹技术(Western blot,WB)检测内质网应激相关蛋白GRP78、ATF6、CHOP的表达情况。以上方法收集到的数据均采用均数±标准差(mean±SD)的形式来对数据进行统计学描述,用SPSS19.0统计学软件进行统计学分析,P<0.05时,差异具有统计学意义。 结果:(1)热缺血再灌注损伤模型建立情况:成功建立大鼠肝脏热缺血再灌注模型,热缺血再灌注损伤各组病理学变化:HE染色于光镜下见对照组肝脏细胞形态正常,核蓝染,细胞质均匀,肝小叶结构清晰,肝窦呈条索状排列紧密,中央静脉结构正常,其余各IR组均出现了不同程度的肝窦淤血、炎症浸润及组织坏死,IR6h组及IR24h组肝脏组织均出现了大片状坏死,其中IR24h组肝脏组织炎症损伤最重,Suzuki评分显示:Sham组为(0.67±0.51)分,IR0h组、IR1h组、IR6h组、IR12组、IR24h组分别为:(2.5±0.83)、(3±0.89)、(4.17±0.75)、(6.17±0.75)、(7.7±1.03)。(2)肝功能结果:随着缺血再灌注时间的延长,大鼠ALT、AST及LDH呈逐渐升高的趋势,IR6h时达到其峰值,之后又随着时间的延伸,逐渐开始下降,各IR组与sham相比,差异均具有统计学意义(P<0.05)。(3)肝脏组织caspase-12活性:caspase-12在IR0h组开始升高,在IR6h达到高峰,随后逐渐下降。(4)内质网应激蛋白GRP78、ATF6、CHOP表达情况:GRP78、ATF6、CHOP在IR1h开始升高,IR6h开始升高较明显,IR12h达到峰值,IR24h后有所下降,但仍处于较高表达水平。(5)细胞焦亡蛋白表达水平变化:caspase-1、casepase-11在对照组肝脏组织中有基础水平表达,在IR1h升高不明显,IR6h开始表达明显上升,IR12h达到峰值,IR24h后有所下降,但仍处于较高表达水平。(6)促炎因子IL-1β表达情况:IL-1β在Sham组肝脏组织中有基础水平表达,IR1h开始升高,IR6h开始升高较显著,IR12h达到峰值,IR24h后有所下降。 结论:(1)大鼠肝脏热缺血再灌注损伤中,组织细胞损伤可能与细胞凋亡有关(2)大鼠肝脏缺血再灌注损伤中,除了坏死、凋亡等死亡方式外,还存在另一种新的程序性细胞死亡方式,即细胞焦亡,肝脏组织损伤可能与细胞焦亡有着一定的联系。 第二部分 内质网应激蛋白ATF6-CHOP在肝脏冷保存中对细胞焦亡的调控机制研究 目的: 探索在大鼠肝脏冷保存中,内质网应激与细胞焦亡相关蛋白的表达情况,以及探索内质网应激对细胞焦亡可能存在的调控作用。 方法:(1)大鼠肝脏组织及正常大鼠肝脏细胞冷保存模型及分组:①大鼠肝脏组织冷保存:选取18只SD雄性健康大鼠,体重约280-300g,建立大鼠肝脏冷保存模型。分为对照组(Normal组),冷保存12小时组(CS12h组),冷保存24小时组(CS24h组),每组6只大鼠,于相应时间点收集肝脏组织;②正常大鼠肝脏细胞冷保存模型:培养大鼠正常肝脏细胞系BRL细胞,建立肝脏细胞冷保存模型,分为对照组(Sham组),冷保存12小时组(cs12h组),冷保存24小时组(cs24h组),于相应时间点收集肝脏细胞。(2)大鼠肝脏组织保存液本送西南医科大学附属医院检验科,采用全自动生化分析仪检测LDH的变化水平。(3)分别用2.5ug/ml的内质网应激激动剂衣霉素(tunicamycin,TM)和100uM的内质网应激抑制剂牛磺熊去氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)单独刺激大鼠肝脏BRL细胞,对照组加入等体积的二甲基亚砜(DMSO),分别培养24h小时后收集样品。免疫印迹技术(Western blot,WB)检测凋亡相关蛋白、内质网应激及细胞焦亡相关蛋白表达情况。(4)各组肝脏组织行HE染色,在光镜下观察组织病理变化,评估炎症及组织坏死情况。采用免疫组织化学技术(immunohistochemistry,IHC)和免疫印迹(Western blot)法检测各组焦亡相关蛋白caspase-1、caspase-11的表达情况;免疫印迹技术(Western blot,WB)检测细胞凋亡相关蛋白caspase-12,内质网应激相关蛋白,促炎因子IL-1β表达情况。以上方法收集到的数据均采用均数±标准差(mean±SD)的形式来对数据进行统计学描述,用SPSS19.0统计学软件进行统计学分析,P<0.05时,差异具有统计学意义。 结果: (1)①成功建立大鼠肝脏组织冷保存模型,各组病理学变化:实验各组均出现了不同程度的细胞水肿以及胞浆疏松化,伴有炎症细胞浸润,未发现组织坏死,以冷保存24h组肝脏组织损伤最重。肝脏组织冷保存中凋亡相关蛋白表达情况:caspase-12在对照组中几乎不表达,在肝脏组织冷保存12h后逐渐升高,24h达到高峰,与Normal组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。②内质网应激蛋白GRP78、ATF6、CHOP表达情况:GRP78、ATF6及CHOP在正常肝脏组织中微量表达,在冷保存12小时开始升高,24小时达到峰值。③焦亡相关蛋白caspase-1、casepase-11以及促炎因子IL-1β表达情况:caspase-1、casepase-11、IL-1β在对照组肝脏组织中有基础水平表达,冷保存12小时开始升高,24小时达到峰值,与对照组相比,差异显著。(2)①大鼠肝脏BRL细胞经冷保存后,凋亡相关蛋白caspase-12,细胞焦亡相关蛋白caspase-1、caspase-11,促炎因子IL-1β的表达,以及内质网应激相关蛋白的表达明显较对照组升高,且随着冷保存时间的延长,其表达水平逐渐上升,与肝脏组织冷保存结果变化规律一致。②经衣霉素处理后,细胞焦亡相关蛋白caspase-1、caspase-11、IL-1B的表达,内质网应激相关蛋白的表达明显均较对照组显著升高,提示衣霉素诱导了内质网应激,同时促进了细胞焦亡相关蛋白的表达。③经牛黄熊去氧胆酸处理后,caspase-1、caspase-11、IL-1β等蛋白,内质网应激蛋白GRP78、ATF6、CHOP的表达较与对照组显著下降,提示牛黄熊去氧胆酸抑制了肝脏冷保存过程中内质网应激的发生,同时抑制了细胞凋亡和细胞焦亡相关蛋白的表达。 结论: (1)大鼠肝脏冷保存中诱导了细胞凋亡,即细胞凋亡可能与肝脏细胞损伤相关。 (2)大鼠肝脏冷保存过程中,肝脏组织细胞损伤可能与细胞焦亡相关。 (3)内质网应激蛋白ATF6-CHOP可能对细胞焦亡具有潜在的调控作用。