慢傳輸型便秘大鼠胃腸組織中PI3K/AKT/eNOS信號通路相關標志物的表達變化及意義

李旻昊，張國志，袁梅，李曙光，陳俊卯(河北聯合大學附屬醫院，河北唐山063000;無錫市第五人民醫院)

慢傳輸型便秘大鼠胃腸組織中PI3K/AKT/eNOS信號通路相關標志物的表達變化及意義

李旻昊1，張國志1，袁梅2，李曙光1，陳俊卯1
(1河北聯合大學附屬醫院，河北唐山063000;2無錫市第五人民醫院)

摘要:目的觀察慢傳輸型便秘(STC)大鼠胃腸組織PI3K/AKT/eNOS信號通路相關標志物(p-Akt蛋白、NO 及eNOS)的表達變化，并探討其意義。方法84只健康成年Wistar大鼠，隨機分為對照1組、對照2組、模型1組、模型2組、模型3組及模型4組，各14只。模型1、2、3、4組每日予以苯乙哌啶(8 mg/kg)灌胃制作STC模型，對照1、2組予以等量生理鹽水灌胃。模型3組及模型4組大鼠飼養第70天時，每天腹腔分別注射10 mg/mL的LY294002(100 mg/kg)和50 mg/mL的L-NAME(10 mg/kg)。對照1組60 d時、對照2組90 d時、模型1組60 d時、模型2組90 d時、模型3組90 d時及模型4組90 d時，采用Western blotting法檢測各組大鼠胃竇、小腸和遠端結腸組織p-Akt蛋白。對照1組60 d時、對照2組90 d時、模型1組60 d時、模型2組90 d時采用ELISA試劑盒法檢測胃腸組織中NO和eNOS含量。結果模型1組遠端結腸組織p-Akt蛋白表達較對照1組低，模型2組小腸、遠端結腸組織p-Akt蛋白表達較對照2組低，模型3組遠端結腸組織p-Akt蛋白表達較模型2組低，模型4組遠端結腸組織p-Akt蛋白表達較模型2組高(P均＜0.05)。模型1組、模型2組大鼠胃竇、小腸、遠端結腸組織NO和eNOS含量呈逐漸增高趨勢(P均＜0.05)。結論STC大鼠胃竇組織p-Akt表達變化不明顯，小腸組織p-Akt表達有減少趨勢，遠端結腸組織p-Akt表達明顯降低，胃竇、小腸、遠端結腸組織NO和eNOS含量增多且呈逐漸增高趨勢。推測PI3K/AKT/eNOS信號通路參與了大鼠STC的發生，而且主要是通過影響遠端結腸組織來完成。

關鍵詞:慢傳輸型便秘;實驗動物模型; p-Akt蛋白;一氧化氮;內皮型一氧化氮合酶

慢傳輸型便秘(STC)是一種以腸動力障礙為特征的臨床疾病，主要表現為大便次數減少、便意缺乏、大便干燥、排出困難等癥狀。STC 發病率呈逐年上升趨勢，該類患者常伴有腹脹，聽診腸鳴音明顯減少，嚴重影響患者的生活質量。目前對STC病因及發病的具體信號機制尚缺乏足夠的認識。磷酯酰肌醇3激酶(PI3K)家族是生長因子超家族信號轉導

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過程中的重要分子，可被多種細胞因子和理化因素激活。蛋白激酶Akt是位于PI3K下游的調節分子。研究發現，PI3K/Akt信號通路參與了細胞生長、增殖、分化、運動、存活和代謝等相關的信號轉導［1］。NO作為一個重要的信使分子，與機體的炎癥反應、氧化應激及細胞增殖等密切相關［2］。本研究觀察了STC大鼠胃腸組織PI3K/AKT/eNOS信號通路相關標志物(p-Akt蛋白、NO及eNOS)的表達變化，并探討其意義。

1　材料與方法

1.1主要試劑和儀器苯乙哌啶(河南省常樂制藥廠)，p-Akt抗體(美國Cell Signaling公司) ; PI3K阻斷劑LY294002和eNOS抑制劑L-NAME(美國Sigma公司)，NO及eNOS試劑盒(上海銳聰實驗室設備有限公司)，BL-410生物機能實驗系統(成都泰盟科技有限公司)，銀絲電極(自制，直經0.5 mm，長4 mm)。

1.2STC動物模型建立及胃腸組織獲取84只健康成年Wistar大鼠，220～240 g，雌雄各半，由河北聯合大學動物實驗中心提供。隨機分為對照1組、對照2組、模型1組、模型2組、模型3組及模型4組，各14只。模型1、2、3、4組每日予以苯乙哌啶(8 mg/kg)灌胃制作STC模型，對照1、2組予以等量生理鹽水灌胃。模型3組及模型4組大鼠飼養第70天時，每天腹腔分別注射10 mg/mL的LY294002 (100 mg/kg)和50 mg/mL的L-NAME(10 mg/kg)。每5 d記錄1次大鼠大便粒數、大便干重，采用活性炭灌胃法測定首粒黑便排出時間來評估腸道傳輸功能。60 d時，模型1、2、3、4組日均糞便粒數小于對照1、2組，日均每粒糞便質量大于對照1、2組，首粒黑便排出時間長于對照1、2組(P均＜0.05) ;且與對照1組相比，模型1組大鼠結腸慢波頻率明顯減慢，振幅增加，波形表現為不規則的近似正弦波樣曲線。STC大鼠造模成功。對照1組60 d時、對照2 組90 d時、模型1組60 d時、模型2組90 d時、模型3組90 d時及模型4組90 d時采用戊巴比妥溶液0.22 g/100 g行腹腔內注射麻醉、固定。經上腹正中切口入腹，暴露腹腔，冷PBS沖洗，用眼科剪剪取胃竇、小腸和遠端結腸組織，備測。

1.3p-Akt蛋白、NO及eNOS檢測p-Akt蛋白檢測采用Western blotting法。將各組大鼠的胃腸組織液氮研磨，轉入離心管，加入冷PBS 2～3 mL，高速勻漿30 s，1 000 r/min離心2 min，重復2～3次，棄上清，沉淀中加入蛋白裂解液100～200 μL(用前加入PMSF，兩者比例為100∶1，30 min內有效)，依組織量而定，冰上裂解10～20 min，4℃，15 000 r/min，離心15 min，取上清，分裝至1 mL EP管中－70℃保存。采用BCA蛋白定量法，將各組蛋白分裝標記完成，煮沸后保存于超低溫冰箱中或進行電泳實驗。電泳后的膠體經過轉膜、封閉等步驟，孵上一抗，放在冰箱中的搖床上4℃過夜，8～12 h后取出，PBS沖洗3次，孵上二抗，常溫下搖1～2 h后，暗室進行顯色，得到顯有所需條帶的X線片，將定影后的X線片用Mixrotek Scan Wizard掃描軟件進行電腦掃描，Image J圖像分析軟件做灰度分析。對照1 組60 d時、對照2組90 d時、模型1組60 d時、模型2組90 d時采用ELISA試劑盒法檢測胃腸組織中NO和eNOS含量。

1.4統計學方法采用SigmaStat3.5統計軟件。計量資料以珋x±s表示，組間比較用SNK檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

各組大鼠胃竇、小腸和遠端結腸組織p-Akt蛋白、NO、eNOS水平比較見表1。對照1組、對照2組大鼠胃竇、小腸及遠端結腸組織NO和eNOS含量差異變化不明顯;模型1組、模型2組大鼠胃竇、小腸、遠端結腸組織NO和eNOS含量呈逐漸增高的趨勢(P均＜0.05)。

表1　各組大鼠胃竇、小腸和遠端結腸組織p-Akt蛋白、NO、eNOS水平比較(±s)

注:與對照1組比較，*P＜0.05;與對照2組比較，#P＜0.05;與模型2組遠端結腸組織比較，△P＜0.05。

組別　p-Akt蛋白　NO(μmol/g)　eNOS(U/mg)對照1組胃竇　35 520.90±457.82　105.75±2.47　4.08±1.80小腸　34 247.74±387.15　107.36±2.33　4.11±2.05遠端結腸　36 420.90±367.83　107.43±2.38　4.07±1.96對照2組胃竇　36 148.30±398.34　108.35±1.96　4.09±1.74小腸　36 071.50±265.71　106.80±2.92　4.10±1.97遠端結腸　34 665.80±368.32　105.16±2.45　4.09±1.63模型1組胃竇　35 542.33±398.76　144.85±2.29　4.96±2.89小腸　33 701.41±412.49　168.57±2.61　5.33±3.36遠端結腸　28 142.33±413.29*212.74±2.56　5.90±3.32模型2組胃竇　35 534.69±479.41　140.09±2.54　4.76±2.57小腸　26 529.70±369.46#161.24±2.17　5.27±2.94遠端結腸　26 534.69±383.46#204.47±2.83　5.65±3.07模型3組遠端結腸　18 246.71±871.48△　　－　－模型4組遠端結腸　33 218.71±531.70△　－　－

3　討論

STC嚴重影響患者的生活質量［3］，目前臨床治療效果仍不理想［4，5］。因此找到其病因及發病具體機制，從根本上找到合理的治療方案至關重要。本研究采用臨床上常用的止瀉劑復方苯乙哌啶經進行灌胃建立大鼠STC模型，該模型大鼠排便次數減少，腸道傳輸減慢，與便秘患者具有相同的臨床癥狀和病理生理改變。

NO作為腸道神經系統中主要的抑制性神經遞質，參與腸道動力調節、腸黏膜血流調節、分泌功能調節等，可作為抑制劑直接松弛腸道平滑肌，并可通過減弱腸道慢波起博使結腸環肌自發性鐘擺式節律收縮減少，其在便秘發病機制中的作用受到了廣泛關注［6～8］。NO是由L-精氨酸經NOS催化合成。NOS是NO合成的限速酶，其中eNOS是合成NO的主要限速酶。因NO很不穩定，而且在體內需通過NOS的作用才能生成，因此更多研究傾向于NOS。Shahid等［9］研究發現，黏膜下叢和肌間叢NOS免疫反應性均明顯增高，從而證實NOS在STC發病中的作用，其機制可能是黏膜下叢和肌間叢內大量的NOS神經元釋放NO，使結腸推進性收縮受到抑制。譚麗等［10］研究顯示，NOS在STC組的表達增強，陽性細胞數目增多，NOS的異常表達誘導過量的NO生成，過多的NO會使結腸處于持續抑制狀態，從而導致腸道蠕動減弱，參與了STC的發病過程。Sjolund等［11］對NO在STC患者結腸中的作用進行了研究，衡量在應用不同的自主神經阻斷劑前后，離體肌條對電場刺激的反應，認為由NO所介導的非腎上腺非膽堿能抑制性神經的增加為引起STC患者的結腸動力紊亂的重要機制。但是關于其發生的具體信號機制仍然不是很清楚。本研究發現，STC大鼠胃竇組織p-Akt表達變化不明顯，小腸組織p-Akt表達有減少趨勢，遠端結腸組織p-Akt表達明顯降低，胃竇、小腸、遠端結腸組織NO和eNOS含量增多且呈逐漸增高趨勢。且在運用PI3K阻斷劑LY294002 和NOS抑制劑L-NAME后，遠端組織p-Akt的表達升高，所以我們推測PI3K/AKT/eNOS信號通路參與了大鼠STC的發生，而且主要是通過影響遠端結腸組織來完成。

研究［12］發現，Cajal間質細胞在控制胃腸道運動中起重要作用，主要參與胃腸道慢波電活動，傳導電活動，傳遞神經沖動。STC患者結腸中Cajal間質細胞密度顯著減少，且細胞體積也縮小［13～16］。但是PI3K/AKT/eNOS信號通路是否是通過作用于Cajal間質細胞，從而影響結腸的慢波活動，導致STC的發生，還需進一步研究。

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·臨床研究·

(收稿日期:2015-02-03) 2014-10-29)

通信作者:張國志

文章編號:1002-266X(2015) 19-0027-03

文獻標志碼:A

中圖分類號:R574

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.19.009