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目的:
急性肝衰竭(acuteliverfailure,ALF)是一种进展迅速、病死率较高的严重的临床疾病。虽然经过多年的研究,已形成了以肝移植术为主的多种治疗方法,但目前尚无有效的临床药物,其预后及病死率仍然不容乐观。
ALF时机体免疫反应的参与在肝衰竭的形成中起着至关重要的作用。大量炎性细胞因子参与了该免疫过程。这些细胞因子直接参与了细胞凋亡的诱导,并通过级联放大作用放大免疫损伤,同时还可引起局部循环改变,造成组织细胞缺氧,加重凋亡坏死的发生。其中Toll样受体(Toll-Iikereceptor4,TLR4)信号转导通路在炎性坏死过程中发挥重要的作用。
脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是一种常见的致病原,能刺激多种炎性介质释放,在细菌感染及急性肝衰竭等疾病的发生、发展过程中有着重要作用。细胞信号因子TLR4能识别细菌的LPS,同时其下游因子NF-κB是炎性反应关键因子,参与TNF-α及IL-6等众多炎性细胞因子的表达。预先给予小剂量LPS刺激机体后,机对致死剂量LPS表现为低反应性或无反应性的现象,被称为内毒素耐受(endotoxintolerance,ETT)。ETT的确切机制目前尚不清楚。因此我们设想通过诱导ETT,削弱TLR4及其他与炎性坏死相关的信号通路,由此减少ALF时机体各种炎性细胞因子的产生,减轻ALF所造成的机体损伤。
本研究通过对比内毒素耐受(ETT)及正常大鼠接受D-胺基半乳糖(D-GalN)/脂多糖(LPS)刺激后肝组织IL-1受体相关激酶(IRAK)家族基因表达的异同,探讨内毒素耐受的可能机制。
方法:健康雄性大鼠66只,分为正常对照组、急性肝功能衰竭(ALF)组和内毒素耐受组(ETT组)。ETT组与ALF组分别以0.1mg/kgLPS和生理盐水腹腔注射每日1次,连续5天。第5天晚开始禁食。禁食24h后,ETT组与ALF组同时腹腔注射D-GalN800mg/kg和LPS8μg/只,分别在注射D-GalN/LPS后2、6、12、24和48h5个时间点留取大鼠血及肝脏标本。HE染色光学显微镜下观察肝组织的病理变化;ELISA法检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)及白介素6(IL-6)的水平;反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测Toll样受体(toll-likereceptor4,TLR4)、髓样细胞分化因子88(myeloiddifferentiationfactor88,MyD88)、白细胞介素-1受体相关激酶1(IRAK-1)、IRAK-4、IRAK-M、核因子κB(NF-κB)(p65)mRNA表达情况;计量资料各组间均数比较两两比较采用LSD检验和DunnetsT检验。
结果:
HE染色光镜下对照组肝小叶结构完整,肝细胞染色质丰富,形态饱满,核膜清楚。与对照组大鼠肝组织相比,ALF组大鼠肝细胞损伤严重,小叶结构破碎,肝细胞条索紊乱,肝细胞水肿、变性,部分细胞溶解碎裂,同时汇管区可见大量炎性细胞浸润:ETT组大鼠肝细胞损伤程度相对较轻,小叶结构大致尚可,条索稍显松散,汇管区可见少量炎性细胞浸润,整体病理改变轻于ALF组。
电镜下对照组肝细胞核圆,核仁可见,形态完整,胞质丰富,线粒体嵴可见。ALF组肝细胞损伤严重,严重者细胞核结构完全消失,线粒体肿胀,结构模糊,细胞器杂乱聚集。与ALF组相比,ETT组情况相对较好,核结构尚存,形状不规则,核仁未见,染色质边集,核间隙稍宽。胞质中线粒体肿胀明显,嵴结构消失,细胞器而聚集,程度轻于ALF组。
ETT组血清TNF-α、IL-6水平明显低于ALF组(IL-6:2h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为150.580、235.408、396.769、49.938、483.18,P值均<0.05;TNF-α:2h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为12.674、18.602、21.840、21.518、23.346,P值均<0.05);
ALF组大鼠肝组织TLR4、IRAK1、IRAK-4及NF-κB(p65)mRNA表达明显上调,而IRAK-M表达则明显下降;ETT组的IRAK-MmRNA表达较ALF组明显上升,同时TLR4、IRAK1、IRAK-4,P65表达相对降低(TLR42h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为62.857、172.840、198.626、328.046,190.215,P值均<0.05;MyD882h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为127.792、598.408、1120.344、1915.110、1291.417,2小时组P=0.179,余P值均<0.05;IRAK12h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为6640.496、23792.434、27460.046、22237.509、8156.029,P值均<0.05;IRAK-4:2h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为17.305、54.921、121.031、67.607、55.279,P值均<0.05;NF-κB(p65):2h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为19.506、43.777、110.823、302.681、202.822,P值均<0.05;IRAK-M:2h组、6h组、12h组、24h组、48h组F值分别为172.003、59.519、987.055、68.463、96.601,P值均<0.05)。
结论:诱导ETT可使D-GalN/LPS对大鼠肝组织损害减轻。TNF-α、IL-6释放减少,可能与TLR4通路受到抑制,IRAK1及IRAK-4表达下降,IRAK-M表达升高,导致下游NF-κB表达减少有关。提示ETT时可能通过IRAK-4、IRAK-M的活性调控TLR4通路及下游NF-κB,发挥对D-GaIN/LPS所致肝脏损伤的保护作用。