姬 斌,秦培順,南 洋,黃蔥蔥,李 軍
感染性休克亦稱膿毒性休克,主要由革蘭陰性菌及該菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素過度刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)而產(chǎn)生過量炎性細(xì)胞因子[1]。感染性休克是臨床危重患者常見死亡原因,盡管有多種先進(jìn)的治療方法,但在重癥病房的致死率依然高達(dá)20%以上[2]。目前研究成果表明,感染性全身炎癥反應(yīng)患者的炎癥細(xì)胞因子和免疫蛋白主要在脾臟巨噬細(xì)胞內(nèi)生成,胸腺組織中也有體現(xiàn)[3]。本次研究采用內(nèi)毒素制備感染性休克大鼠模型,采用右美托咪定予以干預(yù),觀察大鼠血清IL-4、IL-10、IFN-γ和IL-2的水平,并檢測脾臟及胸腺caspase-3、caspase-8和caspase-9活性及淋巴細(xì)胞凋亡情況。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物模型制作 選取雄性12周齡Walse大鼠36只(由溫州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供,許可證號:SYXY(浙)2009-0129),每籠3只。適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后,采用數(shù)字表法隨機(jī)分為3組:空白組(S組)、內(nèi)毒素組(E組)和右美托咪定治療組(D組)。S組:靜脈持續(xù)泵入0.9%生理鹽水1.0 mL/(kg·h);E組:靜脈注射內(nèi)毒素15 mg/kg,2 min后持續(xù)泵入0.9%生理鹽水,劑量1.0 mL/(kg·h);D組:靜脈注射內(nèi)毒素15 mg/kg,2 min后持續(xù)泵入右美托咪定(鹽酸右美托咪定注射液,商品名:艾貝寧,規(guī)格:200 μg/2 mL,江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司,批號:H20110086),劑量:5 μg/(kg·h)。
1.2 研究方法 用藥0.5、1、2、3、4、6 h后,每組選取存活Walse大鼠6只,頸動脈采血1 mL[2],檢測血清中IL-4、IL-10、IFN-γ和IL-2等炎性細(xì)胞因子水平,6 h后存活者以脫頸法處死,分離脾臟及胸腺組織,用10%福爾馬林溶液固定后,石蠟包埋、切片,于-70 ℃環(huán)境保存。
1.2.1 炎性細(xì)胞因子檢測 采用ELISA(酶聯(lián)吸附法)檢測3組大鼠血清IL-4、IL-10、IFN-γ和IL-2的含量,儀器選用μ-Quant酶標(biāo)分光光度儀(美國Bio-Tek公司)、ELISA檢測試劑盒(BIoSoURCE公司)。
1.2.2 脾臟及胸腺caspase-3、caspase-8和caspase-9活性檢測 采用免疫組織化學(xué)染色法檢測。將脾臟、胸腺石蠟切片分別脫蠟、內(nèi)源性過氧化物酶封閉后,分別滴加兔抗鼠caspase-3、caspase-8和caspase-9多克隆抗體(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,滴度1∶100),PBS代替一抗做陰性對照。40 ℃過夜后滴加二抗,二抗為生物素標(biāo)記羊抗小鼠1gG(Santa Cruz公司,滴度1∶200),DAB(美國Sigma公司)顯色,蘇木素復(fù)染,脫水,透明,封片[4]。采用彩色病理圖像分析系統(tǒng)對切片進(jìn)行圖像分析。
1.2.3 淋巴細(xì)胞凋亡檢測 取脾臟、胸腺石蠟切片進(jìn)行脫蠟、粉碎處理,經(jīng)400目不銹鋼篩網(wǎng)過濾制成單細(xì)胞懸液,1 500 r/min離心5 min,棄上清,PBS漂洗2次,重懸PBS溶液中室溫孵育30 min后加入碘化丙啶(PI)染色,400目尼龍網(wǎng)再次過濾后,采用FACS Calibur流式細(xì)胞儀(美國Beckman公司)檢測,操作按說明書要求進(jìn)行。
1.2.4 淋巴細(xì)胞亞群的檢測 取脾臟、胸腺單細(xì)胞懸液PBS漂洗2次,采用雙管標(biāo)記檢測法,即采用CD4、CD8和IFN-γ FITC三色標(biāo)記一管檢測Th1細(xì)胞,CD4、CD8和IL-4 PE三色標(biāo)記一管檢測Th2細(xì)胞。室溫孵育15 min、SBP洗滌2次后,每管分為2份,分別加入APC標(biāo)記的anti-mouse IFN-γ和IL-4與各自的同型對照,計(jì)算Th1(CD4+/IFN-γ+)和Th2(CD4+/IL-4′)的百分率。
1.2.5 圖像分析 采用Image-pro PLUS 6.0彩色病理圖像分析系統(tǒng)對切片進(jìn)行圖像分析,采用陽性細(xì)胞計(jì)數(shù)法,每張切片在高倍鏡下隨機(jī)選取4個(gè)無重疊視野,計(jì)數(shù)每個(gè)視野的陽性細(xì)胞數(shù),取平均值記錄。
2.1 三組大鼠不同時(shí)間點(diǎn)血清中各細(xì)胞因子濃度情況 與S組相比,E組、D組大鼠血清的抗炎因子IL-4、IL-10水平和促炎因子IFN-γ、IL-2均顯著提高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);隨治療時(shí)間延長,E組的IL-4、IL-10水平降低,IFN-γ、IL-2水平升高;D組的IL-4、IL-10水平升高,IFN-γ、IL-2水平降低,兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
2.2 三組大鼠脾臟caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡情況 與S組相比,E組、D組的大鼠脾臟caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)均顯著增多,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與E組相比,D組大鼠脾臟caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)均顯著減少,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且caspase-9表達(dá)的陽性細(xì)胞數(shù)減少幅度最為明顯。見表2。
2.3 三組大鼠胸腺caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡情況 與S組相比,E組、D組的大鼠胸腺caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)均顯著增多,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與E組相比,D組大鼠胸腺caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)均顯著減少,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且caspase-9表達(dá)的陽性細(xì)胞數(shù)減少幅度最為明顯。見表3。
表1 三組大鼠不同時(shí)間點(diǎn)血清中各細(xì)胞因子濃度比較(ng/L)
表2 三組大鼠脾臟caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)比較(個(gè)/400倍野)
表3 三組大鼠脾臟caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)比較(個(gè)/400倍野)
2.4 E組和D組的Th1/Th2比率比較 D組大鼠脾臟及胸腺Th1/Th2比率均顯著高于E組,兩組的脾臟及胸腺Th1/Th2比率比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。
表4 E組和D組的Th1/Th2比較(%)
IFN-γ和IL-2屬于促炎因子,IFN-γ主要由Thl與Tcl細(xì)胞分泌,IL-2由Thl細(xì)胞分泌;IL-4和IL-10屬于抗炎因子,主要由Th2細(xì)胞分泌[5]。發(fā)生感染性休克后,機(jī)體內(nèi)的炎性反應(yīng)體系迅速啟動,多種炎性細(xì)胞因子被釋放進(jìn)入微循環(huán)[6]?,F(xiàn)有研究結(jié)果表明,感染可以使免疫應(yīng)答或向Thl或向Th2極化,這對成功控制感染和避免免疫能力下降的修復(fù)都非常重要[7]。Nikonenko等[8]認(rèn)為,促炎因子介導(dǎo)細(xì)胞免疫反應(yīng),誘導(dǎo) Thl細(xì)胞產(chǎn)生 IFN-α,增大 T淋巴細(xì)胞和 NK細(xì)胞的細(xì)胞毒作用。Boyman等[9]認(rèn)為,IL-2水平與T淋巴細(xì)胞的免疫功能呈正相關(guān),IL-2水平下降,T淋巴細(xì)胞的免疫清除能力就減弱,導(dǎo)致免疫損傷。Foitzik等[10]的研究則顯示,IL-10的抗炎作用在機(jī)體內(nèi)十分普遍,貫穿炎癥反應(yīng)的所有環(huán)節(jié),其抑制炎癥、維持細(xì)胞因子平衡的作用已被眾多學(xué)者認(rèn)可。而IL-4具有顯著的抗炎作用,可以有效抑制內(nèi)毒素(LPS)介導(dǎo)的炎性因子產(chǎn)生[11],Th2細(xì)胞也主要通過IL-4參與機(jī)體免疫反應(yīng),調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)進(jìn)行不同種類的免疫應(yīng)答反應(yīng)[12]。
炎性反應(yīng)早期,促炎因子處于優(yōu)勢,引發(fā)淋巴細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致caspase-8聚合而發(fā)生激活,隨機(jī)產(chǎn)生caspase蛋白酶解級聯(lián)反應(yīng),并進(jìn)一步激活其同源酶。caspase-3通常是以無活性前體存在于細(xì)胞中,當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入凋亡時(shí)才被激活;caspase-8的級聯(lián)反應(yīng)也能夠促使caspase-3激活[13]。細(xì)胞色素C(Cyt C)在細(xì)胞凋亡早期從線粒體膜間隙進(jìn)入細(xì)胞漿中參與激活caspase-9,再激活caspase-3發(fā)生鏈?zhǔn)缴镄?yīng),最終使細(xì)胞DNA斷裂、細(xì)胞開始凋亡。激活后的caspase能再次促使線粒體釋放Cyt C,使細(xì)胞凋亡形式更加嚴(yán)重[14]。右美托咪定是一種高選擇性α腎上腺素受體激動藥[15],具有減輕炎癥介質(zhì)的釋放和部分抑制炎癥因子的放大效應(yīng),使去甲腎上腺素的釋放減少,而去甲腎上腺素的水平具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)的重要作用。因此,右美托咪定可能是通過減少去甲腎上腺素的釋放而使炎癥反應(yīng)減輕,并改善免疫能力[16]。
本研究采用右美托咪定干預(yù)治療感染性休克大鼠,結(jié)果IL-4、IL-10水平隨治療時(shí)間延長而升高,IFN-γ、IL-2水平降低,說明Th1/Th2隨治療時(shí)間而升高,此結(jié)果與Memisx等[17]的研究成果一致。本研究結(jié)果表明,右美托咪定干預(yù)治療可使感染性休克大鼠Th1/Th2升高。右美托咪定干預(yù)使感染性休克大鼠脾臟及胸腺caspase-3、caspase-8、caspase-9表達(dá)及淋巴細(xì)胞凋亡的陽性細(xì)胞數(shù)顯著減少,且caspase-9表達(dá)的陽性細(xì)胞數(shù)減少幅度最為明顯。因此,右美托咪定可能通過調(diào)節(jié)感染性休克大鼠機(jī)體內(nèi)的炎性反應(yīng),促進(jìn)Th1/Th2平衡,減少淋巴細(xì)胞凋亡;而且還可能通過調(diào)節(jié)其體內(nèi)炎性反應(yīng)抑制脾臟及胸腺的caspase-3、caspase-8、caspase-9活性,從而也減少淋巴細(xì)胞凋亡。
綜上所述,右美托咪定對感染性休克大鼠具有減輕炎癥反應(yīng)和改善免疫能力的作用,有利于改善預(yù)后。
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