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目的:通过小鼠肝部分切除术建立小鼠急性肝损伤的动物模型,观察不同时间点肝损伤及肝再生的变化,探讨白介素-6(IL-6)在小鼠急性肝损伤后肝再生过程中可能的作用。
实验动物和实验方法:SPF级健康雄性6-8周龄C57b1/j6小鼠及SPF级健康雄性IL-6基因敲除C57b/j6小鼠(均购于南京大学模式动物研究所)体重18-28g,饲养于东南大学实验动物中心,自由饮水,随意进食,12小时交替照明。将小鼠分为对照组及实验组(IL-6基因敲除小鼠),取5只小鼠作为空白对照组用以测量小鼠正常肝重/体重比、各肝叶所占比例及小鼠血清ALT、AST、GGT、AKP、Glu正常值范围,对照组与实验组每组小鼠25只,每组小鼠分为6h,12h,24h,36h及48h5个时间点,每个时间点5只小鼠,称小鼠术前及术后体重,分别于上午8:00-11:00予以1%戊巴比妥40mg/kg腹腔注射麻醉后参照Higgins,Anderson[1]和汤朝晖,吴孟超[2]等及Mehrdad Nikfarjam[3]的方法,切除小鼠肝脏约70%,建立模型成功后,称切除肝脏湿重,并分别于术后6h,12h,24h,36h及48h予以1%戊巴比妥40mg/kg腹腔注射麻醉,1ml空针下腔静脉采血0.8ml,室温静置30min后4000 r/min离心5min,离心后留取血清检测各组术后AST、ALT、AKP、GGT、Glu的变化,并迅速切取残肝称肝脏湿重后福尔马林固定,计算肝再生率及肝脏指数,并取肝脏组织进行苏木素-伊红(HE)染色,研究肝再生过程中肝细胞形态学改变。每个样本随机取高倍镜下10个视野,计数每个高倍视野下100个细胞中处于有丝分裂状态细胞或双核细胞所占比率,以增殖细胞核抗原(PCNA)的免疫组织化学染色作为肝再生的指标,高倍镜下,每张切片随机取高倍镜下10个视野,计数每个高倍镜下100个肝细胞中PCNA阳性细胞数,细胞核呈棕色(无论其深浅)均视为阳性肝细胞。PCNA标记指数=PCNA阳性肝细胞数/1000x100%。Caspase-3免疫组化染色在高倍镜下(10×40)随机观察5个视野,胞质内有棕黄色者为阳性细胞,计数每个高倍视野下阳性细胞数。
结果:
HE染色:成功建立小鼠肝部分切除肝脏急性损伤模型后,实验组和对照组术后肝组织均明显增生,HE染色光镜观察示,实验组与对照组术前肝组织切片苏木素-伊红(HE)染色显示,术前正常肝小叶结构清晰,肝细胞索呈放射状排列,肝血窦清晰,肝切除术后与术前比较,可见明显的组织增生,细胞体积变大,增生的肝细胞索排列结构有不同程度紊乱,且双核细胞数目有明显增加,实验组与对照组术后肝组织切片HE染色双核细胞计数较术前升高,对照组升高较实验组升高明显,对照组术后12h、24h、36h、48h较术前升高明显,有明显差异(P<0.05);术后6h较术前升高不明显,无明显差异(P>0.05);实验组术后24h、36h、48h较术前升高明显,有明显差异(P<0.05)。实验组与对照组比较,对照组术后12h、24h、36h各时间点双核细胞计数较实验组双核细胞升高明显,有明显差异(P<0.01);实验组与对照组比较,对照组术后48h双核细胞计数较实验组双核细胞升高明显,有明显差异(P<0.05)。术后6h两组之间双核细胞数目比较无明显差异(P>0.05)。
肝再生率及肝脏指数:各组之间术后各时间点小鼠肝脏指数均小于正常组,有明显差异(P<0.01),术后6h及术后12h实验组和对照组之间小鼠肝脏指数无明显差异(P>0.05),术后24h、36h实验组小鼠肝脏指数小于对照组,有明显差异(P<0.05),术后48h实验组小鼠肝脏指数小于对照组,有明显差异(P<0.01)。术后6h、12h实验组肝再生率均低于对照组,有明显差异(P<0.05);术后24h、36h实验组肝再生率均低于对照组,有明显差异(P<0.01);术后48h实验组肝再生率均低于对照组,两组间无明显差异(P>0.05)。
血清学检测结果:术后血清中ALT、AST含量较术前明显升高,实验组与对照组ALT均于术后12h达到高峰,然后开始下降,实验组ALT下降较对照组缓慢;对照组AST于术后12h达到高峰后开始缓慢下降,而实验组AST于术后24h达到高峰,且峰值较对照组大;实验组与对照组术后各时间点血清中AST、ALT的含量较术前有明显升高,有明显差异(P<0.01);术后36h实验组血清中ALT含量高于对照组,有明显差异(P<0.01);术后48h实验组血清中ALT含量高于对照组,有明显差异(P<0.05);术后12h、36h、48h实验组血清中AST含量高于对照组,有明显差异(P<0.05);术后24h实验组血清中AST含量高于对照组,有明显差异(P<0.01)。小鼠肝部分切除术后血清中AKP、GGT。含量较术前明显升高。均于术后24h达到高峰,组间比较无明显差异。术后6h、12h、24h、36h、48h血清中AKP、GGT较术前升高,有明显差异(P<0.05)。小鼠肝部分切除术后血清中G1u水平较术前下降,与术前相比较有明显差异(P<0.05)。
免疫组织化学染色:实验组与对照组小鼠肝部分切除术后各时间点肝组织PCNA的表达与术前相比明显升高,有明显差异(P<0.01);免疫组化示实验组与对照组比较,术后6h小鼠残肝组织PCNA的表达均较对照组低,两组比较有明显差异(P<0.05);术后12h、24h、36h、48h小鼠残肝组织PCNA的表达均较对照组低,两组比较有明显差异(P<0.01)。caspase-3免疫组化可见术后6小时实验组及对照组均有阳性表达,两组比较有明显差异(P<0.05),其余各时间点未见明显阳性表达。
结论:
1、在肝部分切除后,数小时内即出现转氨酶升高,24h内达到高峰,在该阶段要重视肝功能的支持措施。
2、小鼠肝部分切除术造成的急性肝损伤可诱导残肝细胞通过细胞有丝分裂及细胞体积增大实现肝再生,并逐步使肝功能恢复。
3、在小鼠肝部分切除术后急性肝损伤后6h内残肝即已经启动再生,12小时后开始有丝分裂,约在术后36小时细胞有丝分裂达高峰,且48h内肝再生逐渐增强。
4、IL-6的缺失可能会影响术后残肝细胞的再生,IL-6可能在术后残肝细胞的再生中起重要作用。