ICAM-1、VCAM-1的表达在实验性重症急性胰腺炎肺损伤中的作用及意义

摘要

目的：观察细胞间粘附分子—1（intercellular adhesion molecule—1，ICAM—1）血管细胞粘附分子—1（vascular cell adhesion molecule—1，VCAM—1）在重症急性胰腺炎（severe acute pancreatitis，SAP）大鼠胰、肺组织内的表达情况，并观察二硫代氨基甲酸吡咯烷（pyrrolidine dithiocarbamate，PDTC）对急性胰腺炎肺损伤（pancreatitis associated lung injury，PALI）的保护作用。 方法：成年健康SD大鼠96只，雌雄不限，体重250～300 g，随机分为对照组、SAP组、PDTC预处理组，每组再分为3h、6h、9h及12h四个时间组（n＝8）。采用5%牛磺胆酸钠（sodium taurocholate，Tc—Na）（0．1ml/100 g）胰胆管逆行注射诱发大鼠SAP模型。大鼠术前12 h禁食不禁水，1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉（0．3 ml/100 g），常规消毒，上腹部正中切口2 cm入腹。加工钝头的4#头皮针于十二指肠乳头附近穿刺十二指肠降部外侧壁，自十二指肠乳头逆行刺入胰胆管末端约1cm，分别在近肝门处及十二指肠乳头附近用无损伤性小动脉夹夹闭胰胆管两端，注入5%Tc—Na（注射速度0．1 ml/min），注完后5min拔除针头，放开动脉夹，逐层关腹，背部皮下注射生理盐水约4ml以补充术中丢失水分。PDTC预处理组在建立SAP模型前1h腹腔内注射NF—κB的特异性抑制剂PDTC（100mg/kg）。对照组处理同SAP组，但胰胆管内注射等量生理盐水。各模型组一次穿刺未成功及术中死亡者淘汰。开腹观察胰腺大体变化及腹水情况，开胸观察肺大体变化及胸水情况，经心脏抽血约3～5ml，提取血清，并用4℃的4%的多聚甲醛行灌注内固定，最后分别取胰腺和肺组织，再用4%多聚甲浸入固定24 h，石蜡包埋、切片。对照组、SAP组、PDTC预处理组大鼠放血致死后分别取左肺下叶称湿重，置60℃烤箱连续烘烤24 h，去除水分，分别称干重，计算肺湿/干比值。全自动血生化分析仪检测血清淀粉酶并采用ELISA法测定血清sICAM—1、sVCAM—1浓度。肉眼观察胰、肺组织出血、水肿等变化；HE染色，光镜观察胰、肺组织病理学改变；并采用免疫组化SP法观察ICAM—1、VCAM—1在胰、肺织内的表达情况并计数阳性细胞数。 结果： 1．血清淀粉酶浓度测定：SAP各组均明显高于对照组（P<0．01），12h达高峰；PDTC预处理各组明显低于SAP组（P<0．05）但明显高于对照组（P<0．05）。 2．血清sICAM—1、sVCAM—1浓度的测定：SAP各组均明显高于对照组（P<0．01），12h达高峰；PDTC预处理各组明显低于SAP组（P<0．05）但明显高于对照组（P<0．05）。 3．胰、肺肉眼观察：对照组大鼠胰腺无明显变化；SAP各组均可见胰腺充血、水肿，局部有散在出血点，局灶性坏死及血性腹水，肠系膜、大网膜上可见皂化斑；PDTC预处理组腹水和皂化斑明显减少。对照组大鼠肺肉眼观察无明显变化；SAP组均可见肺水肿，表面散在出血点，有少量胸水，局部有小片状紫褐色肺不张区，且随病程进展上述表现加重；PDTC预处理组肺水肿、胸腔积液均明显减轻。 4．肺湿/干比值检测：SAP各组随病程进展，肺湿/干比值逐渐增加，至12 h比值达最高。 5．胰、肺组织光镜观察：对照组胰腺组织病理改变不明显。SAP各组胰腺间质均可见炎性细胞浸润和红细胞渗出，且随病情进展程度加重。3h组见胰腺间质有少量炎性细胞浸润，腺泡细胞少量坏死；6h组胰腺间质大量红细胞渗出和炎性细胞浸润，腺泡细胞广泛重度肿胀坏死；9h组胰腺间质红细胞渗出和炎性细胞浸润增多，腺泡细胞肿胀坏死扩大；12h组坏死范围进一步扩大，可达整个小叶，但小叶轮廓尚见。PDTC预处理组光镜下表现与SAP组相似，但炎细胞浸润和红细胞渗出减轻。光镜下对照组肺组织无明显病理改变。SAP各组肺组织均可见肺间质水肿，间质内红细胞渗出和炎性细胞浸润，上述改变随病程进展渐加重。此外6h、9h、12 h组还可见局灶性或小片状肺不张（表现为肺泡壁破裂，塌陷实变）。PDTC预处理组光镜下表现与SAP组相似，但上述改变较SAP组减轻。 6．ICAM—1，VCAM—1在胰、肺组织内的表达：对照组肺组织中未见表达ICAM—1，VCAM—1，SAP组与PDTC预处理组的中性粒细胞、单核/巨噬细胞、支气管粘膜上皮细胞、肺泡上皮细胞及部分血管内皮细胞的胞膜或胞浆内明显表达ICAM—1。而VCAM—1则表达于单核/巨噬细胞、支气管粘膜上皮细胞、肺泡上皮细胞及部分血管内皮细胞的胞膜或胞浆内。SAP3h组ICAM—1、VCAM—1阳性信号增强，阳性细胞数分别为3．09±0．05、2．20±0．08。随时程进展，ICAM—1、VCAM—1阳性细胞增多，强度增加，到12 h达高峰，其阳性细胞数分别为7．09±0．55、6．14±0．05。PDTC预处理组各时间点ICAM—1、VCAM—1表达与SAP组相比均明显减弱，阳性细胞数减少（P<0．05），但仍明显高于对照组（P<0．05）。对照组胰腺组织内无ICAM—1、VCAM—1阳性细胞，在SAP组与PDTC预处理组胰腺组织内ICAM—1主要表达于浸润的中性粒细胞及胰腺腺泡细胞的胞膜和胞浆中，VCAM—1主要表达于浸润的单核/巨噬细胞及胰腺腺泡细胞的胞膜和胞浆中，其在胰腺组织中的表达规律同肺组织。 结论： 1．ICAM—1，VCAM—1在对照组大鼠胰肺组织内不表达或低水平表达，而在SAP组大鼠胰肺组织内明显表达，且随病程进展阳性细胞数逐渐增多，表达强度增强。3h，6h，9h逐渐增加，12 h阳性细胞数达高峰。提示ICAM—1，VCAM—1的活化参与了大鼠SAP并发肺损伤的发生发展过程并呈动态变化。 2．对照组肺微血管内皮细胞中未发现ICAM—1、VCAM—1表达，而在SAP各组肺微血管内皮细胞中可见ICAM—1、VCAM—1表达，提示ICAM—1、VCAM—1的激活可能是诱发肺微血管内皮细胞损伤而导致肺循环障碍进而加重肺损伤的重要因素之一。 3．在SAP组中sICAM—1、sVCAM—1血清浓度水平随病程进展逐渐增加，12 h浓度水平达高峰。提示血清sICAM—1、sVCAM—1水平可反映ICAM—1、VCAM—1的表达情况，可间接反映SAP肺损伤的严重程度。 4．光镜下可见PDTC预处理各组大鼠胰、肺组织病理学改变减轻，且ICAM—1、VCAM—1在肺组织内表达减少，血清sICAM—1、sVCAM—1浓度较SAP组下降，提示抗氧化剂对SAP肺损伤具有保护作用。

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综述：粘附分子与急性胰腺炎肺损伤的关系

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