反流性食管炎粘膜上皮紧密连接蛋白及桥粒连接蛋白表达方式的改变及与IL-6表达关系的实验研究

摘要

目的： 胃食管反流病(RERD)是一种困扰全球数百万人的常见病，且逐渐成为临床重要的胃肠疾病。肥胖高脂饮食缺乏运动的生活方式等使GERD的患病率呈上升趋势。目前认为关于GERD的定义是明确的，即胃、十二指肠内容物反流入食管产生临床症状和(或)并发症。反流导致食管黏膜损伤称之为反流性食管炎(RE)。 反流性食管炎发病机制较为复杂，目前公认为反流液破坏食管粘膜上皮的屏障功能。食管侵袭防御因素的失衡能导致反流性食管炎的发生。上皮细胞防御系统由三部分组成：上皮细胞前防御，上皮细胞防御和上皮细胞后防御。2002年德国细胞生物学的Langbein L[14]报道了食管上皮细胞除了桥粒连接也有紧密连接，它们共同参与了细胞的屏障作用。于是食管的紧密连接及桥粒连接被认为是维持上皮细胞防御因素之一，其他因素是细胞间脂类，粘蛋白和上皮细胞运输系统(例如Na+—H+交换体和Na依赖性CΓ—HCO3—交换体)。最新的研究已发现TJs是可使紧靠在一起相邻细胞形成环绕的物质屏障结构，具有细胞黏附、维持细胞极性和通透性及辅助传递调节细胞增殖分化的信号等作用。细胞间TJs主要由claudins、occludins、JAM、ZOs组成。2003年Calabrese等研究发现，GERD患者食管下段鳞状上皮细胞间隙为正常对照者的3倍左右，并提出0.74μm为正常和异常细胞间隙的界值。2005 Daisuke Asaoka首次发表了食管炎中紧密连接蛋白表达发生了改变的报道：claudin—3的表达减少和claudin—1表达增加。这种改变食管上皮细胞的通透性有决定性作用。这使我们进一步探讨是否由于紧密连结蛋白及桥粒连接蛋白的表达不同，导致TJs及桥粒连接破坏，最终导致细胞间隙增宽，引起反流性食管炎。由于在动态观察反流性食管炎方面，使用人类样本具有方法的局限性，所以我们建立了慢性反流性食管炎的大鼠模型，目的是研究在食管炎进展过程中，随着IL—6表达的增多，细胞间隙的增大，紧密连接蛋白及桥粒连接蛋白表达的改变方式。我们还采用磷酸铝凝胶灌服，观察治疗反流性食管炎的效果。 实验方法： 1、实验动物的分组 健康雄性Wistar大鼠220只，随机分为4组：(1)假手术对照组(Sham组，n=10)；(2)慢性酸反流模型组(n=70)；(3)慢性碱反流模型组(n=70)；(4)慢性混合反流模型组(n=70)。各组又分假手术组和反流模型组术后3天、6天、9天、14天及之后给药15天、30天、60天7个时间点。 2、3种慢性反流性食管炎模型的制备 分别采用幽门部分缝扎+贲门肌切开、全胃切除+食管十二指肠端侧吻合和贲门切断结扎+食管十二指肠端侧吻合3种术式建立酸反流、碱反流、酸碱混合反流性食管炎模型。术后3、6、9、14天分批处死取食管中下段评估成模率。以1999年中华医学会消化内镜学会RE诊断标准评估食管损害程度。余者术后14天给与磷酸铝凝胶2次/日，0.5g/次，连续灌服15天，30天，60天分批处死。 3、透射电镜成像检查 标本均取自食管下段5 cm范围内，置戊二醛固定液中，4℃保存。经固定漂洗脱水和包埋处理后制成超薄切片；每份挑选不同部位标本10张，电镜下观察并照像。 4、组织切片的准备 取食管中下段，用10％福尔马林缓冲液固定组织，修成4毫米组织块，梯度酒精脱水，二甲苯透明，石蜡包埋，制成4微米切片。 5、HE染色观察食管组织病理学变化 大鼠食管切片行常规HE染色，光镜下观察比较各组大鼠反流食管炎食管组织病理学变化。 6、免疫组织化学染色检测claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1、IL—6表达。 7、Western blot检测检测claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1、IL—6蛋白的表达、图像分析及数据处理。 8、RT-PCR法检测claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1、IL—6的mRNA的表达、图像分析及数据处理。 实验结果： 1、改良的大鼠反流性食管炎模型的制备 在改良的大鼠RE模型中，术后2周生存率A组是50％(n=35/70)，B组是90％(n=63/70)，C组是70％(n=49/70)。术后14天RE的发生率是100％(n=39/39)。 2、肉眼检查结果 在RE模型中，粘膜层注意到各种大小的腐蚀，而在对照组没有检测到腐蚀部分。食管炎多数发生在食管中段和下段。 3、切片组织病理学观察 正常食管显露一层磷状上皮细胞构成的薄上皮层。在实验性RE模型中，上皮细胞明显增厚，粘膜固有层乳头深入到上皮细胞之中。在粘膜固有层中，基底细胞增生和炎症细胞渗透物是明显的，且食管上皮细胞的厚度随时间增加。 4、电镜下食管粘膜超微结构改变 电镜下细胞核、细胞膜等结构基本完整，但可见细胞间隙水肿增宽，部分细胞间隙增宽明显，其间桥粒减少甚至消失，细胞间隙内单位面积桥粒数目也相应减少，RE组的细胞间隙宽度分别为(2.39±0.42)μm。对照组细胞间隙宽度为(0.63±0.21)μm，明显小于RE组(P<0.05)。RE组的桥粒数目均数分别为(0.124±0.044)个/μ㎡，少于对照组[(0.221±0.031)个/μ㎡](P<0.05)。 5、IL—6、紧密连接蛋白及桥粒连接蛋白免疫组化染色及定量分析结果 在对照组中，IL—6的表达为阴性。claudin—1，occludin、ZO—1、JAM—1的表达集中在食管上皮细胞的细胞膜，主要存在于棘突层和颗粒层，在食管粘膜全层的细胞膜均可见DSG—1，JAM—1的表达。这5种蛋白中DSG—1的表达是最强的。在模型组中，IL—6的表达局限在炎性细胞中。在棘突层和颗粒层腐蚀部周围的质膜和细胞质中claudin—1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达都有升高。并且它们的表达从细胞膜转移至细胞质。但随着基底层细胞增生的加重，位于棘突层和颗粒层的单个细胞中，claudin—1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达逐渐减少了。酸反流组治疗一个月，组织学RE的改变消失，蛋白表达同于对照组。碱反流治疗组效果不好，IL—6表达持续增高，增生性改变持续进展，囊泡形成。但单个细胞上述蛋白的表达明显低于对照组(P<0.05)。 6、Western blot检测IL—6、紧密连接蛋白及桥粒连接蛋白的表达结果 与对照组相比，食管炎组中随着模型时间的延长IL—6、claudin—1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达逐渐增加。磷酸铝治疗酸反流组随着治疗时间的延长，30天后IL—6、claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达逐渐降至正常，混合反流组60天后蛋白表达逐渐降低，而碱反流组IL—6、claudin1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达持续增高(P<0.05)。 7、RT-PCR检测IL—6、紧密连接蛋白及桥粒连接mRNA结果 与对照组相比，食管炎组中随着模型时间的延长IL—6、claudin—1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达逐渐增加。磷酸铝治疗酸反流组随着治疗时间的延长，30天后IL—6、claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达逐渐降至正常，混合反流组60天后蛋白表达逐渐降低，而碱反流组IL—6、claudin1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达持续增高(P<0.05)。 8、统计学分析 claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达两两之间呈正相关(p<0.05)，与IL—6的表达无相关性。 结论： 1、claudin1、 occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的高表达参与了RE的发展过程，是RE发生、发展的早期分子事件。 2、磷酸铝能保护食管粘膜，加强食管上皮的防御机能。但此药跟反流的酸碱度有关，对酸反流效果显著，对碱反流效果不明显。 3、claudin1、occludin、ZO—1、JAM—1、DSG—1的表达在RE的系列病理过程中具有正调节的协同作用的可能。 4、IL—6是RE发展演进过程中的致炎因子。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略语

声明

论文一慢性反流性食管炎大鼠模型的建立

前言

材料与方法

实验结果

讨论

结论

论文二反流性食管炎粘膜上皮紧密连接蛋白及桥粒连接蛋白表达方式的改变及与炎性因子IL-6表达的关系

前言

材料与方法

实验结果

讨论

结论

论文三磷酸铝凝胶对反流性食管炎粘膜上皮紧密连接蛋白桥粒连接蛋白及白介素-6表达方式改变的影响

前言

实验材料与方法

实验结果

讨论

结论

本研究创新性的自我评价

参考文献

综述：胃食管反流病（GERD）发病机制的研究进展

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