细胞焦亡在重症急性胰腺炎大...炎症反应过程中调节机制研究_李敏利.pdf

doi:10.3969/j.issn.1006-5709.2023.01.004基金项目:国家自然科学基金(81904041)第一作者简介:李敏利,博士,主治医师,研究方向:急性胰腺炎基础和临床研究。E-mail:liminli_xh 通讯作者:罗杰,硕士,副主任医师,研究方向:消化道疾病基础和临床研究。E-mail:371358894 细胞焦亡在重症急性胰腺炎大鼠早期炎症反应过程中调节机制研究李敏利1,郭美霞1,张晓华1,冯颖1,王彬1,孙博1,周俊明1,吴晓尉1,罗杰2中国人民解放军东部战区总医院 1.老年消化内科;2.保健科,江苏 南京 210002【摘要】目的探讨细胞焦亡对重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)早期胰腺损伤的影响及调控作用。方法40 只雄性 SD 大鼠随机分为 3 组:正常对照组(NC 组)、SAP 组、Caspase-1 抑制剂 Z-WEHD-FMK 处理组(Z-WEHD-FMK 组),后两组根据造膜后取材时间不同分为 SAP-6 h 组和 SAP-18 h 组;每组各 8 只。采用逆行胰胆管注射 5%牛黄胆酸钠构建 SD 大鼠 SAP 模型。生化检测血清淀粉酶(amylase,AMY),收集测量腹水量;HE 染色观察胰腺组织病理形态学变化;采用 酶 联 免 疫 吸 附 法(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)检测血清 IL-1、IL-6、IL-18 表达;免疫组化及 Western blotting 检测胰腺组织焦亡相关指标Caspase-1、焦孔素 D(gasdermin D,GSDMD)表达。结果与 NC 组比较,SAP 各组血清中促炎因子表达明显升高,胰腺小叶结构破坏,炎症细胞浸润;胰腺组织焦亡相关蛋白表达水平均明显升高(P0.05);与 SAP 组比较,Z-WEHD-FMK 组大鼠各组血清中促炎因子表达明显下降,胰腺组织内炎症细胞浸润程度明显减少,胰腺组织焦亡相关蛋白表达水平均明显降低(P0.05)。结论炎症因子可通过诱导 Caspase-1 依赖性过度细胞焦亡,导致 SAP 早期炎症反应加重及组织损伤。【关键词】细胞焦亡;重症急性胰腺炎;炎症因子;胰腺损伤中图分类号:R576文献标识码:A文章编号:1006-5709(2023)01-0015-05收稿日期:2022-06-14Pyroptosis in pathogenesis of early inflammatory response with severe acute pancre-atitis in ratsLI Minli1,GUO Meixia1,ZHANG Xiaohua1,FENG Ying1,WANG Bin1,SUN Bo1,ZHOU Junming1,WU Xiaowei1,LUO Jie21.Department of Geriatric Gastroenterology;2.Department of Health Care,General Hospital of Eastern Theater General Hospital,Jinling Hospital,Nanjing 210002,China【Abstract】ObjectiveTo investigate the effect and regulation of pyroptosis on early pancreatic injury in severe acute pancreatitis(SAP).MethodsForty male SD rats were randomly divided into 3 groups:control group(NC group),SAP group and Caspase-1 inhibitor Z-WEHD-FMK treatment group(Z-WEHD-FMK group).The latter two groups were divided into SAP-6 h group and SAP-18 h group;8 in each group.The SAP model of SD rats was established by retro-grade injection of 5%sodium taurocholate into the biliopancreatic duct.Biochemical detection of serum amylase(AMY),collection and measurement of ascites.The pathomorphological changes of pancreas were observed by HE.Se-rum IL-1,IL-6,IL-18 expressions were detected by ELISA.The expressions of Caspase-1 and gasdermin D(GSDMD)were detected by immunohistochemistry and Western blotting.ResultsCompared with NC group,the expression of pro-inflammatory factors in serum,destruction of pancreatic lobule structure and infiltration of inflammatory cells in SAP groups were significantly increased(P0.05).The expression levels of pyrotosis related proteins in pancreatic tissue were significantly increased(P0.05).Compared with SAP group,the expression of proinflammatory factors in serum,the in-filtration of inflammatory cells in pancreatic tissue and the expression level of pyroptosis related protein in pancreatic tissue in Z-WEHD-FMK groups decreased significantly(P0.05,可以认为本实验数据方差齐,两组间比较采用 t 检验,多组间比较采用 ANOVA 分析。P0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1血清 AMY、腹水量比较与 NC 组比较,SAP 组各时间点血清 AMY 水平及腹水量明显升高,差异均有统计学意义(P0.05);而抑制剂预处理组各时间点血清 AMY 水平及腹水量较同时间点 SAP 造模组比较明显下降(P0.05)(见表 1)。表 1各组大鼠血清学指标及腹水量结果比较(xs)Tab 1Determination of AMY and abdomen water of rats in each group(xs)组别只数AMY/(U/L)腹水量/gNC 组 8538.9915.091.350.29SAP-6 h 组 81600.89155.9310.671.49SAP-18 h 组 84324.11366.8914.840.91Z-WEHD-FMK-6 h 组 81184.15253.26#6.510.53#Z-WEHD-FMK-18 h 组 82982.25300.10#11.661.49#注:与 NC 组比较,P 0.05;与各同时间点 SAP 组比较,#P0.05。2.2血清 IL-1、IL-6 及 IL-18 表达与 NC 组比较,SAP-6 h 组、SAP-18 h 组 IL-1、IL-6 及 IL-18 含量明显升高,且 SAP-18 h 组表达量最高(P0.05);抑制剂预处理组表达与 NC 组比较,各炎症因子表达均明显升高(P0.05),而抑制剂预处理组各时间点与同时间点 SAP 造模组比较表达均明显下降(P0.05)(见表 2)。表 2各组大鼠血清中 IL-1、IL-6 及 IL-18 含量比较(xs)Tab 2Comparison of determination of IL-1,IL-6 and IL-18 in serum of rats in each group(xs)组别只数IL-1IL-6IL-18NC 组818.283.3135.484.0315.622.39SAP-6 h 组8 120.0114.99 289.9528.43224.0528.33SAP-18 h 组 8325.5818.23545.8635.64541.3644.55Z-WEHD-FMK-6 h 组 882.6413.01#191.5348.84#130.4515.61#Z-WEHD-FMK-18 h 组 8214.1322.88#385.6734.87#357.3722.38#注:与 NC 组比较,P0.05;与各同时间点 SAP 组比较,#P0.05。2.3各组胰腺组织大体及病理学变化大体观察显示,NC 组大鼠胰腺腺泡细胞显示清晰,未见明显炎症细胞浸润;SAP-6 h 组、SAP-18 h 组胰腺腺泡细胞结构紊乱,细胞内空泡,间隙显著增宽,部分腺体组织结构消失,片状坏死,内见出血及大量炎症细胞浸润,且SAP-18 h 组胰腺坏死区液化,正常组织结构消失。抑制剂预处理组胰腺部分组织结构紊乱,炎症细胞浸润较 SAP-6 h 组、SAP-18 h 组减少,部分间质充血,伴少量坏死区(见图 1)。注:A:NC 组;B:SAP-6 h 组;C:SAP-18 h 组;D:Z-WEHD-FMK-6 h 组;E:Z-WEHD-FMK-18 h 组。图 1各组间胰腺组织病理学表现(放大 200 倍)Fig 1Histopathological changes of the pancreas tissue in each group2.4胰腺组织 Caspase-1 及 GSDMD 表达情况免疫组化染色结果显示,NC 组未见 Caspase-1 及 GSDMD 表达;SAP-6 h 组、SAP-18 h 组阳性表达细胞明显增加,且 SAP-18 h 组表达最强,与 NC 组比较,差异有统计学意义(P0.05);给予抑制剂预处理后,与同时间点SAP 造模组比较,各组 Caspase-1 及 GSDMD 表达显著降低(P0.05)(见图 2)。71胃肠病学和肝病学杂志2023 年 1 月第 32 卷第 1 期Chin J Gastroenterol Hepatol,Jan 2023,Vol.32,No.1图 2各组间胰腺组织 Caspase-1 和 GSDMD 表达(放大 200 倍)Fig 2Caspase-1 and GSDMD expressions of the pancreas tissue in each group2.5 Western blotting 检 测 胰 腺 组 织 Caspase-1 及GSDMD 表达情况结果显示,与 NC 组比较,SAP-6 h组、SAP-18 h 组中焦亡蛋白 Caspase-1、GSDMD 水平明显升高(P0.05);给予抑制剂预处理后,与同时间点SAP 造模组比较,焦亡蛋白 Caspase-1、GSDMD 水平明显降低(P0.05)(见图 3)。图 3各组间胰腺组织 Caspase-1、GSDMD 表达Fig 3Caspase-1 and GSDMD expressions of the pancreas tissue in each group3讨论SAP 是临床难以治愈