温故知新​|预防性应用天然蒙脱石对新生大鼠坏死性小肠结肠炎肠损伤的保护作用

学术   科学   2024-07-03 17:01   北京  

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本文发表于《中华围产医学杂志》2010年第1期
引用格式:吴斌,陈兢芳,卓玲,等. 预防性应用天然蒙脱石对新生大鼠坏死性小肠结肠炎肠损伤的保护作用[J]. 中华围产医学杂志,2010,13(01):50-54. DOI:10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2010.01.014

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吴斌 陈兢芳 卓玲 杨燕珍 董海英
作者单位:350005 福州,福建医科大学附属第一医院儿科







【摘 要】


目的   探讨预防性应用天然蒙脱石对新生大鼠坏死性小肠结肠炎(necrotizing entero colitis,NEC)模型肠损伤的保护作用及可能机制


方法   按析因设计,32只新生SD大鼠随机分成 4组,每组8只。A 组为 NEC模型,出生48h起给予天然蒙脱石0.6g/(kg·d)灌胃;B组为 NEC模 型,未添加天然蒙脱石;C组为对照,未添加天然蒙脱石;D 组为对照,出生48h起给予天然蒙脱石 0.6g/(kg·d)灌胃。SD新生大鼠出生后48h开始采用鼠配方奶喂养,100%氮气90s,4 ℃10min, 每天2次,连续3d,建立新生大鼠 NEC模型。A、B组在造模结束后24h和 C、D组新生大鼠空腹断头处死,留取十二指肠下端至直肠上端肠管进行肠细胞凋亡率检测(流式细胞仪)、电镜观察和血小板活化因子 (platelet-actvating factor,PAF)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)含量 (ELISA 法)检测。有新生大鼠均留取回盲部近端肠管进行肠组织损伤评分。 


结果   造模后,A、 B组新生鼠相继出现腹泻、腹胀、萎靡、活动减少,生长减慢;透射电镜显示肠黏膜出现大量凋亡细胞, 形成凋亡小体,A 组程度较轻。A、B、C 和 D 组肠组织损伤评分分别为 1.42±0.36、3.54±0.50、 0.13±0.17和0.17±0.18,肠细胞凋亡率为 (11.6±4.6)%、(27.6±9.9)%、(4.8±2.9)% 和 (3.6±3.8)%;与 B 组相比,A 组肠组织损伤评分和肠细胞凋亡率明显降低,但仍高于 C、D 两组 (P 均<0.01)。A、B、C 和 D 组肠组织 PAF 含量 (单位为 pg/mgprot)分别为 385.0±308.0、 1663.2±576.1、40.8±40.4 和 37.1±33.1;TNF-α 含量 (单位为 pg/mgprot)为 46.4±15.1、 258.1±281.7、13.2±12.2和12.4±8.8。B组肠组织 PAF、TNF-α含量明显高于 C、D组;与 B组相比,A 组肠组织 PAF、TNF-α含量明显降低(P 均<0.01)。肠组织损伤评分、肠细胞凋亡率及肠组织 PAF、TNF-α含量均受造模和预防性应用天然蒙脱石两因素影响,造模与预防性应用天然蒙脱石之间存在交互作用。 

结论   预防性应用天然蒙脱石可能通过减少肠细胞凋亡率,降低肠组织 PAF、 TNF-α含量,从而减轻肠损伤程度。 

【关键词】 小肠结肠炎,坏死性;动物,新生;大鼠;硅酸盐类;细胞凋亡




新生儿坏死性小肠结肠炎(necrotizing entero colitis,NEC)是新生儿时期最常见的危及生命的严重胃肠道急症[1]。近年来,胃肠道黏膜屏障功能障 碍在 NEC发病中的作用引起广泛重视[2]。新生儿胃肠道黏膜屏障功能及其修复功能尚不健全,容易 出现胃肠道黏膜屏障损伤、细菌移位,自身免疫系统激活和促炎症因子释放,涉及血小板活化因子 (platelet-actvating factor,PAF)、肿 瘤 坏 死 因 子-α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)等变化,导致肠道 黏膜屏障功能及其修复机制损害加重,细菌进一步 移位,最终导致 NEC 发生[1-2]。至今为止,NEC 仍无特效的治疗手段,及早采取有效的预防措施仍然是降低 NEC发病率的关键[3]。本研究探讨了预防性应用天然蒙脱石对新生大鼠 NEC 模型肠损伤的保护作用及可能机制。 

材料与方法 
一、实验材料
  1.实验动物:生后48h新生 SD 大鼠购自上海斯莱克实验动物有限公司[SCXK(沪)2007-0005], 雌雄不限,出生48h内鼠乳喂养,自由摄食,与母鼠同笼。 
2.主要试剂:天然蒙脱石(smectite)为天津 福-益普生制药有限公司产品,使用时将天然蒙脱石1袋溶于50 ml无菌生理盐水中备用。AanxinV/ PI试剂盒购自美国贝克曼公司;大鼠 PAF、TNF-α ELISA 检测试剂盒(通用型)购自上海西唐生物科技有限公司。
  二、方法 
1.实验分组:新生 SD 大鼠生后48h按有否造模、有否预防性应用天然蒙脱石两因素两水平,分成4组,每组8只。A组为 NEC模型,在出生48h起给 予天然 蒙 脱 石 灌 胃,剂 量 为 0.6g/(kg·d),每日 3次;B组为 NEC模型,未添加天然蒙脱石;C组为对照,未添加天然蒙脱石;D组为对照,在出生48h起给 予天然蒙脱石灌胃,每日3次,0.6g/(kg·d)。A、B 组新生大鼠与母鼠分开,置于自制保育箱内(箱内温 度28~30℃,湿度45%~65%),采用鼠配方奶喂养, 100%氮气缺氧90s,4℃冷刺激10min,每日2次,连续3d,建立 NEC模型[4-5]。C、D组新生大鼠继续与母鼠同笼,鼠乳喂养,未进行缺氧冷刺激。
 2.肠组织病理学检查:所有新生鼠取回盲部近端肠管1cm 置于10%甲醛中固定,石蜡包埋,取冠状切面,HE染色后在光镜下观察肠组织形态学改 变。采用双盲法进行肠组织损伤评分;根据肠组织固有层分离、中性粒细胞浸润,绒毛脱落、坏死,血管扩张,间质水肿,分为4级。0分:正常;1分:轻微黏 膜下和(或)固有层分离;2分:中度黏膜下和(或)固有层分离和(或)黏膜下和肌肉层水肿;3分:严重黏 膜下和(或)固有层分离和(或)黏膜下和肌肉层水肿,局部绒毛脱落;4分:肠绒毛消失伴肠坏死;组织 学评分≥2分确定为 NEC [6]。每例新生鼠回盲部肠组织标本观察3个视野,取其平均值。
  3.透射电镜检查:每组随机抽取1只鼠的回盲部近端小肠组织,经3%戊二醛-1.5%多聚甲醛前固定 (4 ℃),1% 锇酸-1.5% 亚铁氰化钾后固定 1.5h,PBS漂洗;70%乙醇饱和醋酸铀染液块染,乙醇-丙酮梯度脱水,环氧树脂618包埋剂包埋。超薄切片80nm,醋酸铀、柠檬酸铅各染色5min;在日立 Hu-12A 型透射电镜下观察、摄影。 
4.肠细胞凋亡检测:A、B 组造模结束后24h, C、D组新生鼠生后72h空腹断头处死,留取十二指肠下端至直肠上端的肠管。剖开肠管,清除粪便,冰 生理盐水漂洗1~2遍,再用 PBS液漂洗至肠管干净。剪成1mm×1mm×1mm 大小,置于300目金属网筛,用玻片轻搓至匀浆状,PBS 液将匀浆状的肠组织冲洗至烧杯中。网筛过滤两次后,将细胞悬液置于15ml离心管中1000r/min离心10min, 弃上清液,剩1 ml细胞悬液,加入0.2%胃蛋白酶 0.9ml吹打2min,加入生理盐水2ml,1000r/min 离心10min,弃上清,剩余细胞悬液加入生理盐水至 0.5ml,将0.5ml细胞悬液加入AnneixV/PI标记液室温孵育20 min上流式细胞仪(EPICSXL 型, 美国)检测,记数 10000 个肠细胞,检测凋亡细胞数。流式细胞凋亡图读取:结果分为1、2、3、4四个象限,分别表示活细胞、坏死细胞、凋亡细胞、受损细胞,经计算机处理,可得到绝对数和百分率。 
5.肠组织 TNF-α和 PAF 含量检测:留取的十二指肠下端至直肠上端的肠管组织放在冰生理盐水中漂洗、滤纸拭干称重,冰水环境下制成2~3ml肠 组织匀浆,4℃低温10000r/min离心15min,取上清液。采用 ELISA 双 抗 体 夹心法检测肠组织中 TNF-α、PAF含量,按试剂盒说明书进行操作。肠组织中蛋白含量采用双缩脲法,由日立7170A 型全自动生化仪测定。肠组织 PAF、TNF-α含量以每毫克肠组织蛋白中 PAF 或 TNF-α含量表示,单位为 pg/mg prot。
三、统计学分析 
计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,应用 Kruskal-WallisH 检验、Spearman秩相关分析进行统计学分析,α=0.05为显著性检验标准。所有统 计分析均采用SPSS11.0统计学软件进行。 

结 果 
一、外观表现及生长情况
  A、B组新生大鼠出现腹泻、腹胀、活动减少,外观消瘦,A 组相对较轻;两组大鼠均无死亡。C、D 组无腹胀及胃潴留,活动好,皮下脂肪丰满。 
      二、回盲部肠组织学及超微结构变化
  HE染色及透射电镜观察结果如图1、2所示。
      三、各组肠组织损伤评分和肠细胞凋亡率变化 
B组肠损伤组织评分和肠细胞凋亡率显著高于 C、D组(P<0.01);尽管与 B组相比,A 组肠损伤组织评分和肠细胞调亡率明显降低(P<0.01),但仍 高于 C、D组(P 均<0.01)。见表1。 
四、各组肠组织 PAF、TNF-α含量变化
  B组肠组织 PAF、TNF-α含 量显著高于 C、D 组(P<0.01);尽管与 B组相比,A 组肠组织 PAF、 TNF-α含量显著降低(P<0.01),但仍高于 C、D 组 (P<0.01)。见表2。 



五、析因设计的方差分析
  对影响肠组织损伤评分、肠细胞凋亡率、肠组织 PAF和 TNF-α含量的两个因素:造模和预防性应用天然蒙脱石进行析因设计的方差分析,结果见表 3。肠组织损伤评分、肠细胞凋亡率、肠组织 PAF和 TNF-α含量均受到造模和预防性应用天然蒙脱石两个因素影响,造模与预防性应用天然蒙脱石之间存在交互作用;在控制造模因素后,预防性应用天然蒙脱石和没有预防性应用天然蒙脱石的大鼠肠组织损伤评分的边缘估计均值及95% CI分别为:0.79 (0.62~0.96),1.83(1.67~2.00),P=0.000;肠细胞凋亡率分别 为:7.6(4.6~10.7),16.2(13.2~ 19.3),P=0.001;肠组织 PAF 含量分别为:211.1 (43.3~378.9),852.0(684.2~1019.8),P = 0.000;肠组织 TNF-α含量分别为:29.4(-42.9~ 101.7),135.6(63.3~208.0),组间因素检验,差异均有统计学意义,P=0.042。 
讨 论 
目前,NEC主要治疗方法包括:抗生素治疗、肠道休息、全胃肠外营养、外科切除治疗和腹膜引流法等,所有这些方法都只是避免发生全身脓毒血症的应急措施。因此,及早采取有效预防措施是降低 NEC发病率的关键。除传统防治措施外,许多学者正致力于探讨新的有效预防措施[1-3],包括产前应用糖皮质激素,补充免疫球蛋白制剂、谷氨酰胺、精氨酸及多不饱和脂肪酸及应用胃肠黏膜保护剂。随着对胃肠黏膜保护机制的研究逐步深入,国内外学者正在寻求适宜、有效的胃肠黏膜保护制剂防治新生儿 NEC [3]。谷氨酰胺、表皮生长因子及caspase抑制剂等均可维持肠黏膜屏障功能完整性,从而降低 NEC发病率及严重性[1]。但除谷氨酰胺外,其他制剂尚未在临床应用。虽然天然蒙脱石已在新生儿腹泻的防治中得到广泛应用,并取得良好的临床效果, 但其对 NEC是否具有预防作用少有报道。 
天然蒙脱石是一种由硅氧四面体和铝氧八面体组成的二八面体层状硅酸盐黏土矿物,是一种具有多方面作用的胃肠黏膜保护剂。天然蒙脱石可连续覆盖在肠道黏膜表面,增加肠道黏液厚度,通过其颗粒不均匀带电性,与分子大小的攻击因子产生静电作用,达到固定清除病原体作用,使机体免受潜在致病菌侵袭,同时还可扶持肠道厌氧菌,调节、重建肠道微生态平衡,刺激内源性前列腺素类介质合成,使黏液分泌增加,降低黏液的降解速度,提高黏液的质和量,强化黏膜屏障功能[7]。苏海涛等[8]发现天然蒙脱石可以保持烫伤大鼠小肠绒毛形态完整、排列整齐,使小肠绒毛高度维持在接近正常水平,从而使肠上皮脱落减轻;而且伤后服用天然蒙脱石组大鼠的丙二醛含量减少,超氧化物歧化酶活力提高,从而减轻了肠壁肌间神经节的水肿,保持肠蠕动的正常, 改善局部血液灌流,起到减轻肠组织的脂质过氧化损害的作用,具有强大的黏膜保护作用。本研究发现,与 B组相比,预防性应用天然蒙脱石的 A 组新生鼠不仅腹泻、腹胀、胃潴留程度明显较轻,生长发育及活动度得到改善,而且肠组织损伤评分明显降低,提示预防性应用天然蒙脱石可以降低由人工喂养、缺氧冷刺激所引起的新生大鼠肠损伤,具有抗 NEC保护作用,即预防性应用天然蒙脱石能够降低新生大鼠 NEC发病率和严重程度。 
虽然末期 NEC组织病理表现为典型肠组织广泛坏死,但疾病完全发展之前,肠细胞凋亡增加是NEC肠组织损伤起始事件和肠道进行性损伤的病 理基础,是重要的肠黏膜细胞主要死亡方式;同时, 肠细胞非正常凋亡增加可增加肠黏膜通透性,启动从细菌移位到多脏器功能障碍的恶性循环,导致其 易于罹患 NEC;肠组织内源性 PAF和 TNF-α可能是 NEC发生的关键介质,参与肠黏膜的损伤过程, 并引发一系列的级联炎症反应,导致肠组织损伤和 坏死,同时,PAF和 TNF-α本身又作为致病因子参与了 NEC的发生和发展[1-2]。本研究中,预防性应用天然蒙脱石可使新生 NEC 大鼠肠细胞凋亡率显 著降低,透射电镜观察显示其细胞结构有所改善,凋亡小体数量减少;同时,预防性应用天然蒙脱石新生鼠肠组织 PAF和 TNF-α含量明显低于没有预防性 应用天然蒙脱石的新生鼠。提示:预防性应用天然蒙脱石可保护肠道上皮细胞免于凋亡,维持肠黏膜屏障完整性,从而降低新生鼠 NEC 发病率和严重 性;天然蒙脱石进入肠道可减少肠组织中 PAF、 TNF-α含量,下调其对机体有害的炎症级联反应等作用,这也许是预防性应用天然蒙脱石减少 NEC 发病的可能机制。本研究结果显示,通过补充天然蒙脱石以增强肠道黏膜屏障作用,从而降低 NEC 发病率和严重程度可能成为防治 NEC 的新思路, 是一种具有实用价值的 NEC 防治措施,具有良好应用前景。 



参考文献
 
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