引用本文: 謝富佳, 岳建云, 張文敬, 李斌, 柴琛, 魯彥, 曹農. 膿毒癥大鼠體內內源性salusin-β的分布. 中國普外基礎與臨床雜志, 2014, 21(11): 1372-1376. doi: 10.7507/1007-9424.20140329 復制
膿毒癥是指多由革蘭陰性菌感染等因素引起的、常見于外科大手術、嚴重創(燒)傷、休克等的全身炎癥反應綜合征。膿毒癥發病機制尚不清楚,可能與感染后釋放內毒素、引起機體產生大量促炎介質和細胞因子繼而導致炎癥反應失控有關。目前,膿毒癥仍缺乏有效的處理手段。有文獻[1]報道,膿毒癥已成為ICU的首要致死原因。Salusins是2003年由Shichiri等[2]發現的一種重要的內源性心血管活性肽,由salusin-α和salusin-β兩種活性單體組成。Salusins具有降低血壓、減慢心率[3-4]、參與細胞內信號傳導[5]、減輕心肌缺血和再灌注損傷、促進心肌細胞生長和肥大[6-8]、促進血管平滑肌細胞增殖、影響動脈粥樣硬化的發生和發展[9]等一系列生物學效應。有研究[10-12]表明,salusins參與了動脈粥樣硬化、類風濕性關節炎等炎性疾病的反應過程,但salusin-β與膿毒癥有無關聯目前未見文獻報道。因此,本研究以假手術Spargue-Dawley(SD)大鼠為對照,通過酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測內源性salusin-β在盲腸結扎穿刺(cecal ligation and puncture,CLP)法制作的膿毒癥模型大鼠脾、胃、小腸、下丘腦及血清中的分布與含量變化,以探討salusin-β與膿毒癥發病機制的關系。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 實驗動物
清潔級成年雄性SD大鼠36只,體質量250~300 g,購自甘肅省中醫學院實驗動物中心〔動物許可證:SCXK(甘)2011-0001〕。
1.1.2 主要試劑與儀器大鼠salusin-βELISA試
劑盒購自美國Cloud-Clone公司(批號:L140205014);WSZ-261-79型電熱恒溫水浴箱購自上海躍進醫療器械廠;ELX50型BioTek自動洗板機購自上海京工實業有限公司;RT-2100C型Rayto全自動酶標分析儀購自上海愛丁堡生物科技發展有限公司。
1.2 方法
1.2.1 實驗分組
實驗室溫度24~26℃,適應性飼養1周,按隨機數字表采用單純隨機抽樣的方法隨機分為假手術組(n=9)和膿毒癥大鼠模型組(簡稱“模型組”)。模型組再用同樣的隨機方法分為CLP后6 h、12 h和24 h三個亞組(n=9)。
1.2.2 膿毒癥大鼠模型制備
①模型組大鼠實驗前12 h禁食,自由飲水。按文獻[13-14]報道的方法,以CLP制備膿毒癥模型。大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,仰臥位固定,碘伏消毒腹部皮膚2遍,鋪無菌洞巾。沿下腹部腹正中線做一約1.5 cm長切口,尋找盲腸并游離腸系膜,4-0絲線在回盲瓣遠端結扎盲腸側壁(避免結扎回腸及盲腸系膜血管),16號針頭貫穿盲腸2次,兩個部位相距約1 cm,輕輕擠壓盲腸至少量糞渣溢出。然后將盲腸放回腹腔,逐層縫合腹壁切口。于CLP后6 h、12 h及24 h取標本進行實驗。②假手術組開腹后僅翻動盲腸。術后于腹部皮下注射無菌生理鹽水(30 mL/kg)以補充術中體液丟失。術后保持室溫在25℃,給予大鼠飼料和飲水。于術后12 h取標本。
1.2.3 標本處理
假手術組及模型組大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,頸動脈置管采血。過量麻醉處死大鼠,迅速分離脾、胃(胃竇部)、小腸(十二指腸)及下丘腦。組織在0.01 mol/L PBS中4℃勻漿,1 000×g離心20 min后取上清。血液室溫自然凝固2 h后,3 000 r/min(r=17 cm)離心15 min,分離血清,-20℃保存備用。組織標本液氮迅速冷凍,-20℃凍存待用。
1.2.4 內源性salusin-β含量的測定
組織勻漿及血清中salusin-β含量采用競爭抑制ELISA法測定。Salusin-β單克隆抗體包被微孔板制成固相載體,微孔中同時加入生物素標記抗原和樣本,樣本與生物素標記抗原對salusin-β抗體進行競爭結合,樣本中salusin-β含量越高,生物素標記抗原和salusin-β抗體的結合就越受到抑制,顯色越淺(即顯色的深淺與樣本中salusin-β的含量呈負相關)。所有操作均由熟練的技術員嚴格按試劑盒說明進行。
1.3 統計學方法
所有數據采用SPSS 17.0軟件做統計學處理。計量數據用均數±標準差(
2 結果
2.1 各組大鼠血清中salusin-β含量變化
結果見圖 1。從圖 1可見,模型組中CLP后6 h、12 h及24 h亞組的大鼠血清中salusin-β含量均明顯高于假手術組,差異均有統計學意義(P<0.05)。在模型組內,大鼠血清中salusin-β濃度隨時間延長逐漸升高,12 h時達最高,24 h時較12 h下降(P<0.05),與6 h接近,差異無統計學意義(P=0.157)。

2.2 各組大鼠各種組織中salusin-β含量變化
2.2.1 同一組內不同組織間比較
結果見圖 2。①在假手術組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)和胃組織(P=0.000);小腸與胃組織中的salusin-β含量比較,差異無統計學意義(P=0.222)。②在模型組的CLP 6 h亞組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)和胃組織(P=0.000);小腸與胃組織中的salusin-β含量比較,差異無統計學意義(P=0.289)。在模型組的CLP 12 h亞組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.004)和胃組織(P=0.000);小腸組織中的salusin-β含量顯著高于胃組織(P=0.000)。在模型組的CLP 24 h亞組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦與小腸組織中的salusin-β含量顯著高于胃組織(P=0.000,P=0.000);下丘腦與小腸組織中的salusin-β含量比較,差異無統計學意義(P=0.865)。

2.2.2 同一組織不同組間比較
結果見圖 3。①在脾、小腸、胃及下丘腦組織中,模型組CLP后6 h、12 h和24 h亞組的salusin-β含量均高于假手術組(除外下丘腦組織6 h和24 h外),差異均有統計學意義(P<0.05)。②同一組織中salusin-β含量在模型組各亞組間比較:在脾、小腸及下丘腦組織中salusin-β含量均隨時間延長呈上升趨勢,但在脾和下丘腦組織中salusin-β含量在12 h時達高峰(P<0.05),然后呈下降趨勢(P<0.05);而在小腸組織中salusin-β含量一直呈上升趨勢(P<0.05);胃組織中salusin-β含量在模型組CLP后不同時相間變化不明顯(P>0.05)。

3 討論
膿毒癥的致病機理主要是各種損傷或感染刺激機體的內源性炎性介質分泌,在多種炎性細胞的參與下,細胞因子和炎癥遞質各成員間相互調節失控,造成因子間的惡性刺激,激發體液級聯反應,導致全身膿毒反應和器官系統功能的損害[15-17]。如白介素(IL)-1β和腫瘤壞死因子(TNF)水平與感染性休克病程密切相關,被認為是目前膿毒癥全身性炎癥反應的主要介質。TNF-α主要由單核-巨噬細胞分泌,對多種組織細胞具有毒性作用,TNF-α在膿毒癥早期大量釋放,誘導其他細胞因子如IL-1β、IL-6、IL-8等釋放,在造成機體損傷的同時,產生級聯放大效應,導致炎癥反應失控,最終導致全身的膿毒反應和器官系統功能的損害[18]。
Salusins廣泛分布于人和大鼠的多種組織和器官。Salusin-β由salusin前體(prosalusin)的第192~211個氨基酸殘基組成,主要存在于造血系統、免疫系統、內分泌系統、神經系統等組織中。有研究[2, 19-21]通過實時PCR技術檢測結果證實,salusin前體原(preprosalusin)分布于人和大鼠的骨髓、內分泌腺(如甲狀腺、腎上腺、胰腺、睪丸等)、大腦(如下丘腦、尾狀核等)等組織。正常人血清中salusin-α的濃度為(23.3±8.1)pmol/L,尿液中salusin-α的濃度為(156.8±95.8)pmol/L、salusin-β的濃度為(1.16±0.84)nmol/L [22-23]。本研究中,假手術組和膿毒癥模型組的大鼠脾、胃、小腸、下丘腦組織及血清中均含有一定量的salusin-β,含量依次為脾>下丘腦>小腸>胃。本研究結果與Suzuki等[19]的報道有一定差別,表明salusin-β的分布與preprosalusin的分布可能不完全一致。
Salusin-β可劑量依賴性地降低平均動脈壓,減慢心率,且降壓效果可能強于很多內源性具有顯著降壓效果的肽類物質,如降鈣素基因相關肽[24-25]和腎上腺髓質素[26-27]。心肌細胞雖然不能合成和分泌salusins,但salusin-β可呈濃度依賴性抑制大鼠心肌細胞L型鈣離子通道,顯著降低L型鈣通道的失活時間,從而對心臟產生負性變力作用[28-29]。Salusin-β還可誘導c-myc基因和c-fos基因的表達,促進血管平滑肌細胞和成纖維細胞增殖[2]。還有研究[7]顯示,salusin-β能增強無血清培養心肌細胞的生存力,salusin-β具有抗細胞凋亡或損傷的作用。最近的研究[30]顯示,salusin-β通過核因子kappa B(nuclear factor-kappa B,NF-κB)途徑促進低密度脂蛋白受體缺乏小鼠血管內皮細胞的炎癥反應;炎癥因子如TNF-α和脂多糖能刺激單核-巨噬細胞釋放salusin-β[31]。有文獻[32]報道,膿毒癥模型大鼠血清salusin-β的變化趨勢與膿毒癥大鼠血清TNF-α、IL-1β的變化趨勢一致。因此提示,salusin-β與膿毒癥低血壓狀態及炎癥發生過程可能有一定相關性,可能參與了膿毒癥的病理生理過程。為了驗證此推測,本研究觀察了內源性salusin-β在膿毒癥模型大鼠脾、胃、小腸、下丘腦及血清中的分布與水平變化,結果表明,與假手術組比較,膿毒癥模型組大鼠血清salusin-β含量明顯升高,且具有時間依賴性。
綜上所述,大鼠脾、胃、小腸、下丘腦組織及血清中均含有一定量的salusin-β,而模型組大鼠體內的salusin-β水平高于假手術組,提示salusin-β可能與膿毒癥有一定的關系。Salusin-β在膿毒癥發病中的具體作用機制及未來臨床應用價值待進一步研究。
膿毒癥是指多由革蘭陰性菌感染等因素引起的、常見于外科大手術、嚴重創(燒)傷、休克等的全身炎癥反應綜合征。膿毒癥發病機制尚不清楚,可能與感染后釋放內毒素、引起機體產生大量促炎介質和細胞因子繼而導致炎癥反應失控有關。目前,膿毒癥仍缺乏有效的處理手段。有文獻[1]報道,膿毒癥已成為ICU的首要致死原因。Salusins是2003年由Shichiri等[2]發現的一種重要的內源性心血管活性肽,由salusin-α和salusin-β兩種活性單體組成。Salusins具有降低血壓、減慢心率[3-4]、參與細胞內信號傳導[5]、減輕心肌缺血和再灌注損傷、促進心肌細胞生長和肥大[6-8]、促進血管平滑肌細胞增殖、影響動脈粥樣硬化的發生和發展[9]等一系列生物學效應。有研究[10-12]表明,salusins參與了動脈粥樣硬化、類風濕性關節炎等炎性疾病的反應過程,但salusin-β與膿毒癥有無關聯目前未見文獻報道。因此,本研究以假手術Spargue-Dawley(SD)大鼠為對照,通過酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測內源性salusin-β在盲腸結扎穿刺(cecal ligation and puncture,CLP)法制作的膿毒癥模型大鼠脾、胃、小腸、下丘腦及血清中的分布與含量變化,以探討salusin-β與膿毒癥發病機制的關系。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 實驗動物
清潔級成年雄性SD大鼠36只,體質量250~300 g,購自甘肅省中醫學院實驗動物中心〔動物許可證:SCXK(甘)2011-0001〕。
1.1.2 主要試劑與儀器大鼠salusin-βELISA試
劑盒購自美國Cloud-Clone公司(批號:L140205014);WSZ-261-79型電熱恒溫水浴箱購自上海躍進醫療器械廠;ELX50型BioTek自動洗板機購自上海京工實業有限公司;RT-2100C型Rayto全自動酶標分析儀購自上海愛丁堡生物科技發展有限公司。
1.2 方法
1.2.1 實驗分組
實驗室溫度24~26℃,適應性飼養1周,按隨機數字表采用單純隨機抽樣的方法隨機分為假手術組(n=9)和膿毒癥大鼠模型組(簡稱“模型組”)。模型組再用同樣的隨機方法分為CLP后6 h、12 h和24 h三個亞組(n=9)。
1.2.2 膿毒癥大鼠模型制備
①模型組大鼠實驗前12 h禁食,自由飲水。按文獻[13-14]報道的方法,以CLP制備膿毒癥模型。大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,仰臥位固定,碘伏消毒腹部皮膚2遍,鋪無菌洞巾。沿下腹部腹正中線做一約1.5 cm長切口,尋找盲腸并游離腸系膜,4-0絲線在回盲瓣遠端結扎盲腸側壁(避免結扎回腸及盲腸系膜血管),16號針頭貫穿盲腸2次,兩個部位相距約1 cm,輕輕擠壓盲腸至少量糞渣溢出。然后將盲腸放回腹腔,逐層縫合腹壁切口。于CLP后6 h、12 h及24 h取標本進行實驗。②假手術組開腹后僅翻動盲腸。術后于腹部皮下注射無菌生理鹽水(30 mL/kg)以補充術中體液丟失。術后保持室溫在25℃,給予大鼠飼料和飲水。于術后12 h取標本。
1.2.3 標本處理
假手術組及模型組大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,頸動脈置管采血。過量麻醉處死大鼠,迅速分離脾、胃(胃竇部)、小腸(十二指腸)及下丘腦。組織在0.01 mol/L PBS中4℃勻漿,1 000×g離心20 min后取上清。血液室溫自然凝固2 h后,3 000 r/min(r=17 cm)離心15 min,分離血清,-20℃保存備用。組織標本液氮迅速冷凍,-20℃凍存待用。
1.2.4 內源性salusin-β含量的測定
組織勻漿及血清中salusin-β含量采用競爭抑制ELISA法測定。Salusin-β單克隆抗體包被微孔板制成固相載體,微孔中同時加入生物素標記抗原和樣本,樣本與生物素標記抗原對salusin-β抗體進行競爭結合,樣本中salusin-β含量越高,生物素標記抗原和salusin-β抗體的結合就越受到抑制,顯色越淺(即顯色的深淺與樣本中salusin-β的含量呈負相關)。所有操作均由熟練的技術員嚴格按試劑盒說明進行。
1.3 統計學方法
所有數據采用SPSS 17.0軟件做統計學處理。計量數據用均數±標準差(
2 結果
2.1 各組大鼠血清中salusin-β含量變化
結果見圖 1。從圖 1可見,模型組中CLP后6 h、12 h及24 h亞組的大鼠血清中salusin-β含量均明顯高于假手術組,差異均有統計學意義(P<0.05)。在模型組內,大鼠血清中salusin-β濃度隨時間延長逐漸升高,12 h時達最高,24 h時較12 h下降(P<0.05),與6 h接近,差異無統計學意義(P=0.157)。

2.2 各組大鼠各種組織中salusin-β含量變化
2.2.1 同一組內不同組織間比較
結果見圖 2。①在假手術組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)和胃組織(P=0.000);小腸與胃組織中的salusin-β含量比較,差異無統計學意義(P=0.222)。②在模型組的CLP 6 h亞組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)和胃組織(P=0.000);小腸與胃組織中的salusin-β含量比較,差異無統計學意義(P=0.289)。在模型組的CLP 12 h亞組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.004)和胃組織(P=0.000);小腸組織中的salusin-β含量顯著高于胃組織(P=0.000)。在模型組的CLP 24 h亞組中,脾組織中的salusin-β含量顯著高于小腸(P=0.000)、胃(P=0.000)和下丘腦組織(P=0.000);下丘腦與小腸組織中的salusin-β含量顯著高于胃組織(P=0.000,P=0.000);下丘腦與小腸組織中的salusin-β含量比較,差異無統計學意義(P=0.865)。

2.2.2 同一組織不同組間比較
結果見圖 3。①在脾、小腸、胃及下丘腦組織中,模型組CLP后6 h、12 h和24 h亞組的salusin-β含量均高于假手術組(除外下丘腦組織6 h和24 h外),差異均有統計學意義(P<0.05)。②同一組織中salusin-β含量在模型組各亞組間比較:在脾、小腸及下丘腦組織中salusin-β含量均隨時間延長呈上升趨勢,但在脾和下丘腦組織中salusin-β含量在12 h時達高峰(P<0.05),然后呈下降趨勢(P<0.05);而在小腸組織中salusin-β含量一直呈上升趨勢(P<0.05);胃組織中salusin-β含量在模型組CLP后不同時相間變化不明顯(P>0.05)。

3 討論
膿毒癥的致病機理主要是各種損傷或感染刺激機體的內源性炎性介質分泌,在多種炎性細胞的參與下,細胞因子和炎癥遞質各成員間相互調節失控,造成因子間的惡性刺激,激發體液級聯反應,導致全身膿毒反應和器官系統功能的損害[15-17]。如白介素(IL)-1β和腫瘤壞死因子(TNF)水平與感染性休克病程密切相關,被認為是目前膿毒癥全身性炎癥反應的主要介質。TNF-α主要由單核-巨噬細胞分泌,對多種組織細胞具有毒性作用,TNF-α在膿毒癥早期大量釋放,誘導其他細胞因子如IL-1β、IL-6、IL-8等釋放,在造成機體損傷的同時,產生級聯放大效應,導致炎癥反應失控,最終導致全身的膿毒反應和器官系統功能的損害[18]。
Salusins廣泛分布于人和大鼠的多種組織和器官。Salusin-β由salusin前體(prosalusin)的第192~211個氨基酸殘基組成,主要存在于造血系統、免疫系統、內分泌系統、神經系統等組織中。有研究[2, 19-21]通過實時PCR技術檢測結果證實,salusin前體原(preprosalusin)分布于人和大鼠的骨髓、內分泌腺(如甲狀腺、腎上腺、胰腺、睪丸等)、大腦(如下丘腦、尾狀核等)等組織。正常人血清中salusin-α的濃度為(23.3±8.1)pmol/L,尿液中salusin-α的濃度為(156.8±95.8)pmol/L、salusin-β的濃度為(1.16±0.84)nmol/L [22-23]。本研究中,假手術組和膿毒癥模型組的大鼠脾、胃、小腸、下丘腦組織及血清中均含有一定量的salusin-β,含量依次為脾>下丘腦>小腸>胃。本研究結果與Suzuki等[19]的報道有一定差別,表明salusin-β的分布與preprosalusin的分布可能不完全一致。
Salusin-β可劑量依賴性地降低平均動脈壓,減慢心率,且降壓效果可能強于很多內源性具有顯著降壓效果的肽類物質,如降鈣素基因相關肽[24-25]和腎上腺髓質素[26-27]。心肌細胞雖然不能合成和分泌salusins,但salusin-β可呈濃度依賴性抑制大鼠心肌細胞L型鈣離子通道,顯著降低L型鈣通道的失活時間,從而對心臟產生負性變力作用[28-29]。Salusin-β還可誘導c-myc基因和c-fos基因的表達,促進血管平滑肌細胞和成纖維細胞增殖[2]。還有研究[7]顯示,salusin-β能增強無血清培養心肌細胞的生存力,salusin-β具有抗細胞凋亡或損傷的作用。最近的研究[30]顯示,salusin-β通過核因子kappa B(nuclear factor-kappa B,NF-κB)途徑促進低密度脂蛋白受體缺乏小鼠血管內皮細胞的炎癥反應;炎癥因子如TNF-α和脂多糖能刺激單核-巨噬細胞釋放salusin-β[31]。有文獻[32]報道,膿毒癥模型大鼠血清salusin-β的變化趨勢與膿毒癥大鼠血清TNF-α、IL-1β的變化趨勢一致。因此提示,salusin-β與膿毒癥低血壓狀態及炎癥發生過程可能有一定相關性,可能參與了膿毒癥的病理生理過程。為了驗證此推測,本研究觀察了內源性salusin-β在膿毒癥模型大鼠脾、胃、小腸、下丘腦及血清中的分布與水平變化,結果表明,與假手術組比較,膿毒癥模型組大鼠血清salusin-β含量明顯升高,且具有時間依賴性。
綜上所述,大鼠脾、胃、小腸、下丘腦組織及血清中均含有一定量的salusin-β,而模型組大鼠體內的salusin-β水平高于假手術組,提示salusin-β可能與膿毒癥有一定的關系。Salusin-β在膿毒癥發病中的具體作用機制及未來臨床應用價值待進一步研究。