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罗格列酮预防大鼠肝纤维化的实验研究

作者:周西汉 李明贵 吕小红 武向悦  来源: 日期:2010-5-30 17:10:14 人气: 标签:

 

 

关键词  肝纤维化; 金属蛋白酶1组织抑制剂; 基质金属蛋白酶; 罗格列酮

Effect of rosiglitazone on metalloproteinase tissue inhibitor-1 in CCl4-induced liver fibrosis in rats   ZHOU Xi-han, LI Ming-gui, L Xiao-hong, WU Xiang-yue, YU Jie-ping .

Key words     Liver fibrosis;   Tissue-inhibitor of metalloproteinase-1;   Matrix metalloproteinase;   Rosiglitazone

First author address   Department of Gastroenterology, Guangci Hospital, Wuhan University, Wuhan 430050, China

Email: iris767181@sohu.com

 

罗格列酮通过激活过氧化物酶体增生激活受体γ(PPARγ)而发挥作用,金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)是组织中基质金属蛋白酶(MMPs)的主要内源性抑制因子[1],其表达增加有助于网状纤维和胶原纤维沉积。我们观察罗格列酮保护大鼠肝纤维化的作用,研究大鼠肝内TIMP-1的变化,旨在探讨罗格列酮预防肝纤维化的机制。

一、材料与方法

1. 材料:(1)动物:60只健康雄性SPF级大鼠(武汉大学实验动物中心),体重120160g。(2)试剂及仪器:文迪雅(马来酸罗格列酮片)为美国GlaxoSmithKline公司产品;Trizol为美国Introgen公司产品;M-MLV逆转录酶为美国Promega公司产品;Rnasin为美国SABC公司产品;琼脂糖凝胶电泳仪和凝胶成像仪购自美国Bio-Rad公司;聚合酶链反应扩增仪购自德国Biometra公司;引物购自上海生工生物工程有限公司。

2. 方法:(1)动物处理:大鼠随机分成6组,每组10只。A组:罗格列酮正常对照组,液体石蜡0.15ml腹腔注射,2/周;每千克体重灌胃罗格列酮5mg1/dB组:正常对照组,液体石蜡0.15ml腹腔注射,2/周;与罗格列酮等体积等渗盐水灌胃,1/dC组:肝纤维化模型组,四氯化碳(CCl4+液体石蜡(11)混合物0.15ml腹腔注射,2/周;与罗格列酮等体积等渗盐水灌胃,1/dD组(按使用剂量不同分为D1D2D3组):罗格列酮肝纤维化干预组,CCl4+液体石蜡(11)混合物0.15ml腹腔注射,2/周;D1D3组分别为每千克体重灌胃罗格列酮258mg1/d。实验8周后处死所有大鼠,取肝脏及心脏血标本。(2)指标检测:肝功能检测采用全自动生物化学分析仪。肝组织病理学检查:①肝组织HE染色,按文献[2]方法分为5级。Ⅰ级:纤维结缔组织仅局限于汇管区或汇管区扩大,有向小叶发展的倾向;Ⅱ级:纤维结缔组织增生进入肝小叶2/3及有Ⅰ级同样的改变;Ⅲ级:纤维结缔组织进入肝小叶达中央静脉周围;Ⅳ级:纤维结缔组织在全小叶分布,弥漫性假小叶形成,并有Ⅲ级同样的改变。②肝组织胶原纤维染色(Masson法)和网状纤维染色,结果经图像分析仪分析。③逆转录聚合酶链反应法测定PPARγ和TIMP-1 mRNA表达参照文献[34]。称取50100mg肝组织,以Trizol提取总RNA,合成cDNA后以下列引物进行扩增:PPARγ上游引物:5-AGGAAGAGGCTGCTG AAGTT-3′,下游引物5-ATGACTAAGTTTGAGTTTGCT-3′;TIMP-1上游引物:5-ATTTATCTACACGGATCC-3,下游引物5-CATGAACCATCACTTCTCTTG-3;β-肌动蛋白上游引物5-ATCATGTTTGAGACCTTCAACACC-3,下游引物5-CATGGTGGTGCCCGCCAGACAG-3′。将扩增产物经琼脂糖凝胶电泳后摄片。

3.统计学处理:计量资料以x-±s表示,多组间均数比较采用方差分析,均数间两两比较采用Fisher LSD检验,应用SPSS10.0统计软件包处理分析;纤维化程度计算有序列联表调整Ridit得分,并采用Ridit检验进行分析。均以双侧α<0.05为显著性检验标准。

二、结果

1. 罗格列酮对大鼠一般情况的影响:注射CCl4,大鼠烦躁不安,相互攻击,造模2周后,C组大鼠开始出现毛发蓬松、污秽,大便稀,精神萎靡,活动减少,造模8周时,大鼠出现行走时左右摇摆,甚至不能站立,造模结束死亡3只;D组造模8周时大鼠大便仍成形,毛发整齐,行走正常,造模结束死亡3只。    

2. 罗格列酮对大鼠肝功能的影响:C组转氨酶显著升高,白蛋白显著降低;D组转氨酶明显低于模型组,白蛋白则显著高于C组(表1)。

1 各组大鼠血清肝功能指标的变化

组别   动物数()  AST(U/L)   ALT(U/L)     白蛋白(g/L)

A         10         69.00*       34.75*         32.75*

B         10         70.25*       34.50*         32.83*

C         7        242.50        78.00          27.83

D1         8        115.67*       41.67*         28.03*

D2         9        107.67*       40.00*         30.17*

D3         10         88.33*       38.87*         31.23*

  注:AST:天冬氨酸氨基转移酶;ALT:丙氨酸氨基转移酶;A组:罗格列酮对照组;B组:正常对照组;C组:肝纤维化模型组;D1组:罗格列酮肝纤维化干预1组;D2组:罗格列酮肝纤维化干预2组;D3组:罗格列酮肝纤维化干预3组;* C组比较,P值均<0.05

3. 罗格列酮对大鼠肝组织病理学的影响:C组大鼠腹腔注射CCl4 8周后,肝脏标本表面布满大小不一的颗粒,质地脆,HE染色切片光镜下可见肝细胞溶合、细胞核消失、细胞膜破裂后溶解坏死,导致广泛脂肪变性及空泡变性,以汇管区及中央静脉周围为重,肝小叶结构破坏,肝细胞索排列紊乱,有双核细胞及肝纤维结节形成。Masson染色可见胶原纤维大量增生,沉积于汇管区及中央静脉区,使纤维间隔变宽并延长,围绕肝再生结节,部分可见大小不等的假小叶形成。D组肉眼观察肝脏表面比较光滑,质地中等,HE染色切片光镜下肝细胞亦有不同程度变性、坏死及纤维结缔组织星芒状增生,但纤维间隔较细。脂肪变性及空泡变性明显减轻,未见假小叶形成。Masson染色胶原纤维仅在汇管区周围可见少量结缔组织,未向肝实质延伸,增生程度较模型组有显著减轻,组织学改善以D3组最明显,并存在剂量依赖性(表23)。

2  各组大鼠肝组织病理学变化(只)

组别                          肝纤维化程度

                0    Ⅰ级    Ⅱ级   Ⅲ级    Ⅳ级  合计 

A               10       0     0     0       0    10*     

B               10       0     0     0       0    10*

C                0       0     1     2       4    7

D1                0       3     2     1       2    8*

D2                2       2     3     1       1    9*

D3                3       5     2     0       0    10*

合计             25      10     8     4       7    54

调整Ridit得分    0.236  0.555  0.718  0.827  0.927

  注:A组:罗格列酮对照组;B组:正常对照组;C组:肝纤维化模型组;D1组:罗格列酮肝纤维化干预1组;D2组:罗格列酮肝纤维化干预2组;D3组:罗格列酮肝纤维化干预3组;* C组比较,P值均<0.05

3  各组大鼠肝组织胶原纤维及网状纤维变化(x-±s

组别     动物数()      胶原纤维(%)       网状纤维(%)

A           10          0.1±0.1*         1.0±0.3*

B           10          0.1±0.1*         1.0±0.3*

C           7          12.1±1.1#        13.5±0.8#

D1           8          6.1±0.2*#        4.9±0.2*#

D2           9          4.8±0.5*#        2.1±0.7*#

D3           10          2.2±0.2*#        1.9±0.7*

  注:A组:罗格列酮对照组;B组:正常对照组;C组:肝纤维化模型组;D1组:罗格列酮肝纤维化干预1组;D2组:罗格列酮肝纤维化干预2组;D3组:罗格列酮肝纤维化干预3组;* C组比较,P值均<0.01# B组比较,P值均<0.05

4. 罗格列酮对PPARγ和TIMP-1 mRNA表达的影响:模型组TIMP-1 mRNA表达明显增加,D组相比CTIMP-1表达随剂量增加有逐渐减少趋势,D2D3组明显低于模型组。与C组相比,DPPARγ表达明显增加(表4)。

三、讨论

本实验结果显示,CCl4作用后,大鼠肝组织中TIMP-1明显升高,提示肝星状细胞被大量激活,胶原纤维和网状纤维染色可见纤维增生沉积于汇管区及中央静脉区,在肝纤维间隔内也呈弥漫分布,并有大小不等的假小叶形成。与C组相比,D组血清转氨酶水平明显下降,同时白蛋白水平明显升高,说明罗格列酮具有促进肝功能恢复的作用。逆转录聚合酶链反应检测示DTIMP-1 mRNA表达水平明显低于模型组,同时DPPARγ表达明显增加,提示罗格列酮可能通过激活PPARγ抑制TIMP-1上调导致的肝纤维化病变,并且罗格列酮的干预效应有明显的量效关系。

本实验结果提示,罗格列酮可下调TIMP-1基因表达,一定程度上解除了对MMP-1MMP-9的抑制作用,有助于细胞外基质的降解,罗格列酮可能通过激活PPARγ途径,降低TIMP-1表达,继而抑制肝星状细胞的增殖及细胞外基质分泌,减轻肝脏损伤。从而证实PPARγ很可能是抗肝纤维化的一个治疗靶位,为延缓肝纤维化的进展提供了一个新思路。

     

1Luo YJ, Yu JP, Luo HS, et al. Prevention function study on ginkgo bibloba extract in CCl4-induced liver fibrosis. Zhonghua Xiaohua Zhazhi, 2004, 24: 307-308.

罗燕军,于皆平,罗和生,等.银杏叶提取物对四氯化碳诱发大鼠肝纤维化的预防作用.中华消化杂志,2004,24:307-308.

2Li S, Wu P, Yarlagadda P, et al. PPAR alpha ligand protects during cisplatin-induced acute renal failure by preventing inhibition of renal FAO and PDC activity. Am J Physiol Renal Physiol, 2004, 286: F572-F580.

3Lin Q, Ma J, Gu Y, et al. Mechanism of rosiglitazone znti-fibrosis effeat on unilateral ureteral obstruction rats. Zhongguo Linchuang Yaoxue Zazhi, 2003, 12: 135-138.

林沁,马骥,顾勇,.罗格列酮对单侧输尿管梗阻大鼠肾间质纤维化的保护作用及其机制.中国临床药学杂志,2003,12:135-138.

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