重癥急性胰腺炎肺損傷大鼠肺內血紅素加氧酶-1及環氧合酶-2的表達及意義的實驗研究

劉曉凡 許靜 董薇(通訊作者)

221004徐州醫科大學國家級基礎醫學實驗教學示范中心

重癥急性胰腺炎肺損傷大鼠肺內血紅素加氧酶-1及環氧合酶-2的表達及意義的實驗研究

劉曉凡 許靜 董薇(通訊作者)

221004徐州醫科大學國家級基礎醫學實驗教學示范中心

目的：探討重癥急性胰腺炎(SAP)肺損傷大鼠肺內血紅素加氧酶-1(HO-1)及環氧合酶-2(COX-2)的表達及意義。方法：將大鼠隨機分為正常組、模型組、HO-1誘導組和COX-2抑制組，后3組大鼠采用傳統的牛磺膽酸鈉法進行造模，HO-1誘導組于造模后5 min靜脈注射牛血晶素，COX-2抑制組于造模前2 h灌胃Celeeoxib水溶液，模型組給予等體積生理鹽水。于造模后3 h、12 h分別觀察各組大鼠的腹水情況，并分析腹水量，然后檢測血清中TNF-α與HO-1含量，肺組織勻漿中的MPO、COX-2含量。結果：與正常組相比較，模型組大鼠造模后3 h便有腹水形成，腹水含量顯著升高，實驗對象機體內的COX-2、HO-1、TNF-α等明顯上升，組間數據差異存在統計學意義(P＜0.05)。結論：SAP導致的肺部損傷大鼠COX-2和HO-1均顯著表達，其中后者高度表達能抵抗肺部損傷，而前者高度表達會加深肺損傷程度。

重癥急性胰腺炎；肺損傷；血紅素加氧酶-1；環氧合酶-2

在發生重癥急性胰腺炎(SAP)后，除了胰臟自身發生缺血以及壞死之外，還會表現出多器官功能異常和衰竭。在所有合并癥中，急性肺損傷(ALI)為最嚴重的并發癥，為引起SAP者死亡的關鍵因素[1]。體內HO-1與COX-2的表達與急性肺損傷的發生機制存在著一定的相關性[2]，但是其具體機制還不太清楚。因此，本文研究SAP肺損傷的具體發生機制，探討SAP肺損傷大鼠肺內血紅素加氧酶-1(HO-1)及環氧合酶-2(COX-2)的表達情況及意義。

資料與方法

一般資料：髓過氧化物酶(MPO)，牛血晶素(HO-1誘導劑)，牛磺膽酸鈉，大鼠 IL-10、TNF-α、HO-1與 COX-2的ELISA檢測試劑盒。選擇健康雄性大鼠80只為實驗對象，待適應環境3 d后，隨機分為正常組、模型組、HO-1誘導組，COX-2抑制組，每組20只。

方法：①制作SAP模型。對模型組、COX-2抑制組以及HO-1誘導組制備SAP模型。具體步驟：實驗前1 d禁食，分別注射3%戊巴比妥鈉后麻醉，在腹部正中位置做切口入腹，確認胰膽管、肝門肝總管。夾閉胰管入肝門段和十二指腸，使用專業注射器逆行進入膽胰管內，注入濃度為5%的牛黃散酸鈉。10 min后觀察實驗對象十二指腸、胃以及脾臟彌散胰腺組織，當發現出血點后，移除針頭，去掉血管夾，閉合腹部。HO-1誘導組在完成造模之后5 min于腸系膜靜脈內注射劑量為75 μg/kg的牛血晶素，COX-2抑制組在實施造模處理前2 h于胃中灌注Celeeoxib液，模型組在胃部灌注相等體積0.9%NS。②采樣及指標檢測方法。各組于造模后3 h、12 h分別進行腹部動脈采血。每只大鼠在采血前先觀察腹水情況，并分析腹水量的變化趨勢，后實施采血環節，獲得血清之后，開展HO-1以及TNF-α活性檢測。斷頸處死大鼠10只，第一時間取出右側肺下葉，結合試劑盒要求，開展COX-2以及MPO活性檢測。相關物質含量測定嚴格依照說明書完成。

統計學方法：所有數據使用SPSS 17.0軟件完成統計學處理，計量資料采用(±s)表示，采用t檢驗；計數資料采用率(%)表示，采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

各組大鼠腹水性質與含量變化，見表1。

各組大鼠血清中TNF-α、HO-1含量變化，見表2和表3。

各組大鼠肺組織中MPO、COX-2含量變化，見表4和表5。

討 論

急性胰腺炎是臨床上一種比較多見的急性病，當前，學術界對于該疾病的發生機制依舊存在爭議[3]。有文獻證實，在病理性因素的影響下，機體內胰酶被激活，發生輕微炎性反應[4]。該疾病并非獨立存在。SAP通常會引起全身性炎性反應，大約有25.00%的患者發病后未能得到及時控制，演變為重度胰腺炎。急性肺部受損為SAP早期嚴重并發癥之一，患者罹患該并發癥后，往往會出現全身性反應。SAP患者體內含有大量的炎性因子，其不但推進了局部炎癥進展，同時也加速了全身炎性反應程度。一些特定炎性因子過度表達，還會加重SAP炎性反應程度。COX-2為機體必需關鍵酶之一，其含量和炎癥發展密切相關，也被稱為啟動炎性反應的關鍵酶類。HO-1屬于應激性蛋白，倘若機體受到外界刺激發生氧化應激，就會啟動抗氧化保護系統。在此過程中，HO-1發揮了相當重要的作用。

本文結果顯示，與正常組相比較，模型組大鼠造模3 h后便有腹水形成，腹水含量顯著升高，COX-2、HO-1、TNF-α等明顯上升，組間數據差異存在統計學意義。相較于模型組而言，其余兩組經治療后相關指標有所恢復，這一點重點體現在12 h時。由此可見，SAP導致的肺部損傷在大鼠COX-2和HO-1中均顯著表達，其中后者高度表達能夠抵抗肺部損傷，而前者高度表達會加深肺損傷程度。

表1 造模后3 h、12 h各組大鼠腹水含量比較(±s，mL)

表1 造模后3 h、12 h各組大鼠腹水含量比較(±s，mL)

組別 只數 3 h 12 h正常組 20 2.64±0.61 3.16±0.67模型組 20 4.51±0.91▲ 5.91±1.51▲HO-1誘導組 20 4.17±0.81 3.26±0.92?COX-2抑制組 20 4.19±0.79 3.22±1.01?注：與正常組比較，▲P＜0.05；與模型組比較，?P＜0.05。

表2 各組大鼠造模后血清中TNF-α含量變化(±s，ng/mL)

表2 各組大鼠造模后血清中TNF-α含量變化(±s，ng/mL)

組別 只數 3 h 12 h正常組 20 18.99±2.81 26.89±6.21模型組 20 125.75±31.17? 269.93±37.38?HO-1誘導組 20 113.87±3.68 134.51±22.24▲COX-2抑制組 20 109.81±3.12 131.37±21.24▲注：與模型組相比，▲P＜0.05；與正常組相比，?P＜0.05。

表3 各組大鼠造模后血清中HO-1含量變化(±s，ng/mL)

表3 各組大鼠造模后血清中HO-1含量變化(±s，ng/mL)

組別 只數 3 h 12 h正常組 20 156.12±32.87 161.43±33.25模型組 20 176.71±41.27? 569.27±66.24?HO-1誘導組 20 161.29±23.61 894.11±98.14▲COX-2抑制組 20 159.82±19.43 771.32±83.25▲注：與正常組相比，?P＜0.05；與模型組相比，▲P＜0.05。

表4 不同組大鼠肺組織中MPO含量變化(±s，U/g)

表4 不同組大鼠肺組織中MPO含量變化(±s，U/g)

組別 只數 3 h 12 h正常組 20 0.721±0.068 0.752±0.069模型組 20 1.161±0.067? 2.457±0.044?HO-1誘導組 20 1.029±0.062 1.782±0.071▲COX-2抑制組 20 1.018±0.043 1.832±0.052▲注：與正常組相比，?P＜0.05；與模型組相比，▲P＜0.05。

表5 不同組大鼠肺組織中COX-2含量變化(±s，pg/mL)

表5 不同組大鼠肺組織中COX-2含量變化(±s，pg/mL)

組別 只數 3 h 12 h正常組 20 74.11±6.13 75.22±6.94模型組 20 131.12±6.67? 143.71±7.44?HO-1誘導組 20 124.29±7.61 109.21±4.91▲COX-2抑制組 20 122.82±5.41 101.42±5.51▲注：與正常組相比，?P＜0.05；與模型組相比，▲P＜0.05。

[1]張全,曹麗葉,程樹杰,等.重癥急性胰腺炎模型大鼠肺組織血紅素加氧酶-1的表達及意義[J].中國普通外科雜志,2013,22(9):1164.

[2]張磊,張飛虎,潘曙明,等.血紅素加氧酶-1高表達對重癥急性胰腺炎大鼠臟器功能的保護作用及其機制[J].肝膽胰外科雜志,2013,25(3):210-214.

[3]熊玉霞.瀉心湯有效組分對重癥急性胰腺炎相關性腸/肺損傷的保護作用與機制研究[D].成都中醫藥大學,2009.

[4]胥楠,蘆靈軍,陳曉理,等.環氧化酶-2抑制劑對急性胰腺炎大鼠繼發全身炎癥反應保護作用的實驗研究[J].肝膽胰外科雜志,2008,20(4):258-260.

Expression and significance of heme oxygenase-1(HO-1)and cyclooxygenase-2(COX-2)in lung of rats with severe acute pancreatitis with lung injury

Liu Xiaofan,Xu Jing,Dong Wei(Corresponding author)
National Basic Medical Experimental Teaching Demonstration Center of Xuzhou Medical University 221004

Objective:To explore the expression and significance of heme oxygenase-1(HO-1)and cyclooxygenase-2(COX-2)in lung of rats with severe acute pancreatitis with lung injury.Methods:Rats were randomly divided into the normal group,the model group,the HO-1 induction group and the COX-2 inhibitory group.The latter three groups were treated with the traditional sodium taurocholate method,5 minutes after modeling.The HO-1 induction group was given intravenous injections of bovine crystalline pigment.2 hours before modeling,the COX-2 inhibitory group was given intragastric administration of Celeeoxib aqueous solution.The model group was treated with an equal volume of saline.At 3 and 12 hours after modeling,we measured the ascites in rats and analyzed the amount of ascites,then detected the levels of TNF-α and HO-1 in serum and the contents of MPO and COX-2 in lung homogenates.Results:Compared with the normal group,ascites formation occurred in the model group at 3 hours after modeling,ascites content was significantly increased,the levels of COX-2,HO-1 and TNF-α in the subjects were obviously increased,and there was significant difference between groups(P＜0.05).Conclusion:Both COX-2 and HO-1 were significantly expressed in rats with lung injury induced by SAP.The high expression of the latter was resistant to lung damage.The high expression of the former increased lung injury.

Severe acute pancreatitis;Lung injury;Heme oxygenase-1;Cyclooxygenase-2

10.3969/j.issn.1007-614x.2017.23.2