再灌注损伤的研究
在离体老鼠肝脏模型中重组人类促红细胞生成素减弱由缺血再灌注导致的肝脏损伤
缺血/再灌注损伤在肝移植中是移植物无功能的主要原因。凋亡是缺血肝脏在再灌注后细胞死亡的中心机制。最近的研究提示重组人红细胞生长素 （rhEPO）通过保护凋亡可能在心肌缺血再灌注损伤治疗中起重要作用。 以色列Z. Ben-Ari 等研究在离体老鼠中，在凋亡导致缺血再灌注肝脏损伤中rhEPO的三种不同给药方法的效果。方法： UW液中离体老鼠肝脏被随机分配到4组中。（1）90分钟缺血后给予30分钟灌洗和15分钟再灌注；（2）同（1）组处理，但是在肝脏缺血前给予rhEPO, 5000units/kg i.p., 30分钟。（3）同（1）组处理，但是在缺血前24小时和30分钟前分别给予rhEPO,5000units/kg i.p.,30分钟。（4）同（1）处理，但是缺血前24小时给予rhEPO,5000units/kg i.p., 30分钟。以生化分析血清肝脏酶水平，荧光测定肝内caspase-3活性，形态学标准鉴别凋亡细胞，原位末端标记技术(TUNEL)检测末端转脱氧核苷酰酶介导的dUTP，免疫组化应用于caspase-3。结果：再灌注1分钟时，给予rhEPO的3组在肝酶水平上均有显著减少（p<0.05）。在荧光测定法分析中，给予rhEPO 的3组相对于组1，caspase-3活性明显减少（p<0.05）。rhEPO治疗组在缺血后形态学检查上凋亡肝细胞减少（p<0.05），免疫组化和TUNEL分析均提示caspase-3活性明显减少（p<0.05）。3组和4组在缺血前24小时给予rhEPO没有增加有益的效果。该研究表明在缺血前给予一次单剂量rhEPO可以减轻缺血肝细胞凋亡和减少肝脏损伤。凋亡的肝脏损伤看起来由caspase-3活性介导。这些发现对于rhEPO可能应用于在肝移植缺血/再灌注损伤中具有重要意义。
早期生长反应－1对于RAGE介导的肝脏缺血再灌注损伤的危险性
糖基化终末产物受体( RAGE)为糖基化终末产物(AGEs)的特征性受体,属于免疫球蛋白超家族的成员.RAGE由胞外区、跨膜区和胞内区组成，其胞外区包括3个免疫球蛋白样区:1个可变区和2个恒定区，可变区与配体结合相关而胞内区与PRGE介导的细胞内信号相关[1].RAGE是一个结合多个配体的受体,除了AGEs,它也结合淀粉样蛋白和S100/钙粒蛋白家族或两性蛋白(也被称为高迁移性组蛋白B1,HMGB1).。RAGE是一种免疫球蛋白超家族中多配体信号的转导受体，与炎性因子S100/钙粒蛋白和高迁移性组蛋白1（HMGB1）相互影响。我们曾经报道在大鼠中RAGE的阻滞明显削弱肝脏缺血/再灌注损伤，探讨了其中的机制。美国S. Zeng 对此做了方法：在雄性C57BL/6大鼠（WT）诱导肝脏I/R损伤，观察纯合RAGE-null 或Egr-1转基因大鼠。初级枯否细胞由密度离心过滤法、F4/80和CD11b磁珠法分离。枯否细胞由脂多糖（lipopolysaccharide LPS）和S100b刺激。结果：PCR结果表明，在总I/R损伤后，在肝脏残余部分Egr-1以时间依赖性方式（峰值在1-2小时）被上调。在总I/R之后，对于Egr-1，RAGE阻滞或缺失的纯合dull-RAGE大鼠明显减少转录和蛋白表达。在初级枯否细胞，与PBS比较，RAGE配合体，S100b(10 µg/ml)引起TNF-alpha 和IL-6转录的增加共4小时。LPS (100 ng/ml)也可以被WT和RAGE缺失的枯否细胞孵育共1小时。虽然WT枯否细胞显示在Egr-1转录中明显增加（24次方增加，相对于PBS，p<0.01）；在LPS存在时，在RAGE缺失的枯否细胞记录Egr-1明显减少转录 (仅7.6次方增加，相对于PBS, p<0.01)。为了进一步确定在肝脏完全I/R 是否Egr-1在提高细胞死亡驱动程序损伤中起重要作用，Egr-1敲除大鼠进行完全I/R损伤。在1小时I/R后，与WT大鼠比较，Egr-1敲除大鼠中记录到IL-6转录的上调。与之平行的是，由髓过氧化物酶活动度检测到p44/p42 MAPK, SAPK/JNK信号的下调和中性粒细胞聚积的减少。结论：这些资料提示Egr-1对于肝脏I/R损伤是一个危险因子，与RAGE触发炎症信号途径相连。抑制Egr-1可能使RAGE阻滞或者缺失，具有保护作用。
TGF-β由活动的SMAD和p21CIP1途径抑制小体积肝移植移植物再生
我们以前的研究表明由腺病毒导入Smad7基因可以抑制TGF-β信号，改善四分之一大鼠肝脏移植物再生情况。美国Z. Zhong 研究了TGF-β/Smad7-依赖在抑制小肝移植物再生中的机制。方法：在肝移植时，活体供肝减少至肝脏大小的50％以下，供肝重量不等，移植物肝脏重量/标准肝脏重量为50％（一半大小）和25％（1/4大小）。在术前部分老鼠给予 (Ad; 2 x 109 pfu/rat, i.v.) 携带 lacZ 和Smad7基因的腺病毒，共3天，肝细胞有丝分裂由5-bromo-2’-deoxyuridine （BrdU）复合物检测，磷酸化Smad2/3由免疫组化法检测，p21，p27，p15由免疫印记法检验。结果：BrdU标志物在手术38小时后，全肝移植从0.2％增加至3％，半肝移植增加至23％。作为对照，携带LacZ组的BrdU标志物在1/4肝移植后仅为4％。肝移植移植体重量在全肝和1/4肝脏没有增加，在移植术后38小时半肝移植者肝脏重量增加28％。在1/4肝移植中，携带Smad7组BrdU标志物增加至32％，移植物重量增加至43％。全肝移植后1.5小时TGF-β1从7 ng/g 肝脏增加到30 ng/g，但是其后迅速减少。半肝和1/4肝移植后，TGF-β1在18小时分别增加到79ng/g 肝脏和145 ng/g。全肝移植中磷酸化Smad2/3仅仅能在肝细胞中检测到，而在1/4肝移植中明显升高。Smad7组Smad2/3、P21、细胞周期酶抑制剂(cyclin-dependent kinase inhibitor CKDI) 的拮抗活性和核转录在伪手术组和全肝移植组大鼠仅仅刚能检出，而在1/4移植组明显升高。这种效果大部分是由于Ad-Smad7、P15 、CDKI被拮抗，少数是因为Smad7减少。与之对照的是，p27在LacZ和Smad7感染的1 /4肝移植组没有差异。P53在一些细胞中控制p21表达，在在LacZ和Smad7感染组全肝移植和1/4肝移植中没有显著性差异。结论：肝脏再生在1/4肝移植中被抑制。TGF-β是一个原因，至少是部分原因。小体积肝移植中由Smad信号路径的活性是缺陷性肝脏再生的原因。Smad路径的活性主要增加不依赖p53的p21的表达，而抑制细胞增殖（NIDDK）。
肝脏缺血/再灌注损伤包括活性氧簇介导的蛋白激酶Cδ活化作用
肝移植缺血再灌注是一个复杂的、多因子参与的病理生理过程,包括活性氧、细胞因子、枯否细胞和中性粒细胞的激活.氧化应激是许多肝病的主要发病机制,在肝脏移植中是缺血再灌注引起肝损伤的主要原因。氧分子和活性氧簇(ROS)的化学、生理功能,以及促氧化物和抗氧化物之间的平衡对正常的线粒体和细胞功能是至关重要的。ROS的主要来源是肝脏中的线粒体和细胞色素P450酶，以及库氏细胞和中性粒细胞,其在缺血再灌注和缺血预处理过程中对损伤的决定性作用存在争议。肝脏缺血/再灌注损伤由活性氧簇(ROS)的产生引起，如过氧化物阴离子和过氧化氢等。对于在I/R过程中ROS如何引起细胞坏死、凋亡目前还知之甚少。在体外系统中，蛋白激酶C-δ (PKC-δ)活性与增强的细胞凋亡有关。美国S. He 研究在肝脏I/R损伤时，ROS导致细胞凋亡的信号分子。方法：在大鼠中，选择热的肝脏I/R程序以导致急性肝脏损伤。在再灌注开始2-6小时后检测肝组织中超氧化阴离子、H2O2、 PKC-δ, p38-MAPK, NF-κB 和 AP-1活性，caspase-3活性的改变和肝源性细胞色素C水平。结果：与伪手术组相比，超氧化阴离子在早期5分钟时增加释放， 2小时明显提高，大在再灌注开始6小时后约5次方升高。肝脏组织匀浆的H2O2水平2次方增加。与此一致的是在再灌注期ROS水平提高，谷胱甘肽减少，丙二醛（Malondialdehyde,MDA）水平增加，PKC-δ活性增强，磷酸化p38-MAPK活性增强，NF-κB活性和AP-1活性DNA增加。而且，损伤肝脏中caspase-3活性10-30次方增加，细胞色素C水平4-6次方增加，提示细胞凋亡。肝脏组织学显示坏死和凋亡都说明细胞死亡。细胞外抗氧化超氧化岐化酶（EC-SOD）或过氧化氢酶基因传递导致SOD约10次方增加，在老鼠肝脏过氧化氢酶活性，除去氧化剂压力（超氧化阴离子：:236, 290 vs.1328 RLU/sec/μg, p<0.01；H2O2: 38, 37 vs. 74 μmol/mg, p<0.01），抑制肝脏I/R损伤（血清serum ALT: 612, 645 vs.1217 U/ml, p<0.01）。同时，检验到信号分子活性明显被EC-SOD或过氧化氢酶基因传递抑制。这个研究证明首先在肝脏I/R损伤中PKC-δ在ROS介导的细胞凋亡中起重要作用，抗氧化基因传递是一种保护性的有效手段。这种治疗途径可以证明在肝移植后改善供肝的质量和生存。
在大鼠肝脏长期冷缺血/热再灌注（cold ischemia/warm reperfusion CI/WR）损伤后磷化氢金属酶抑制剂改善肝功能的作用
法国V. Defamie在肝移植中发生的CI/WR损伤机制目前仍未清楚。我们曾报道持续CI/MR与细胞外基质（ECM）改变有关，导致广泛肝细胞坏死.另外，基质金属蛋白酶(MMPs)可以从储备肝脏中广泛检测出，在ECM的降解中起重要作用。我们应用单独灌注大鼠肝脏模型，在长期CI/WR后检测肝功能情况和UW（University of Wisconsin UW）液保护肝脏的损伤后加上MMP，试图检测MMP抑制剂的保护效应。大鼠肝脏保护在UW液中（4°）42小时（无肝期）中，对照组（对照组肝脏，n=7）不加用MMP，治疗组（治疗组，n=8）给予特殊氧化磷金属酶抑制剂(10µM)(RXP409)，然后以Krebs缓冲液再灌注1小时（37°），包含20％红细胞。肝脏灌洗液的第一个10ml从早期WR中得到，最后用trypan 蓝(一种活体染料 vital dye, TB) 灌洗以测定细胞坏死情况（肝细胞和/或窦状上皮细胞sinusoidal endothelial cells, SECs）和进行肝脏组织活检。在再灌洗过程中，胆汁分泌和转氨酶释放曾被用于估算肝脏发育能力。在对照组肝脏，最初的冲洗液包含MMP活性（相应的主要为前－和活动性MMP2和MMP9），这种活性在治疗组肝脏中完全被RXP409抑制。相对于对照组，治疗组肝脏明显增加胆管分泌和减少转氨酶释放（p<0.05）。在肝组织活检中有明显的不同：对照组肝脏表现大片汇合区域肝细胞坏死（TB+），主要定位于2区向3区扩展，坏死区域占10-60％（只有1例肝脏没有）；相反，治疗组表现为独立的TB+肝细胞，有时在狭窄一排，主要在2带，坏死区域占10％（仅有1例存在汇合区域TB+肝细胞，少于15％）。两组中都存在SEC坏死，主要在1带。结论：大鼠肝脏MMPs、特异性MMP2、MMP9的释放发生在长期CI/WR后。在长时间的CI/WR之后增加保存液磷化氢MMP抑制剂（RXP409）明显减少细胞损伤和增加肝脏功能，与无活性肝脏一样。这些结果强有力地支持在缺血肝脏功能障碍和移植失败中MMPs通过改变肝脏细胞外基质发挥重要作用。 |
发表于 2007-2-16 04:41
