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Keap1、Nrf2和HO—1在大鼠应激性胃溃疡中的表达

时间:2022-03-04 08:09:33 来源:网友投稿

材料与方法

1.1试剂

Keap1抗体、Nrf2抗体、HO-1抗体均购自大连宝生物公司,ABC试剂盒购自武汉博士德生物公司,DAB购自 Sigma公司(美国),动物切片石蜡(熔点为60~62 ℃)、多聚甲醛购自上海凌锋化学试剂有限公司。其他试剂均为国产分析纯。

1.2试验动物处理

采用28只9~11周龄、体质量200~220 g的雄性SD大鼠作为试验动物,购自江苏大学试验动物中心。试验前对大鼠饥饿处理24 h,然后采取束缚处理并浸泡于(20±2)℃的水中,水位达到大鼠剑突部[9]。分别于应激后7 h、恢复3 d、恢复7 d时采样。采用乙醚麻醉,颈椎脱臼致死。

1.3溃疡指数的测定

剖腹将胃取出,结扎贲门和幽门,从腺胃部注入10 mL 1%多聚甲醛,并将全胃放入1%多聚甲醛溶液中浸泡 10 min;沿胃大弯将胃剪开,用生理盐水轻轻冲洗胃黏膜面,按Guth标准评估胃黏膜损伤UI,并按以下标准累计积分[10]。按黏膜溃疡或糜烂长度(mm)计算,斑点状糜烂为1分;糜烂长度不足1 mm为2分,介于1~2 mm为3分,2~4 mm为4分,超过4 mm为5分;糜烂宽度超过1 mm则分值加倍。全胃得分之和为胃溃疡指数。

1.4样品处理与免疫组织化学

选取病变及与其交界处胃壁全层的胃组织,采用石蜡切片法制作成厚度为7 μm的切片,将切片进行免疫组织化学染色,观察胃黏膜组织HO-1、Keap1、Nrf2的定位与表达。

1.5免疫组织化学阳性结果的判定

Keap1、Nrf2、HO-1蛋白阳性表达时,经免疫组织化学染色着色呈棕褐色。对上述结果采用双评分半定量法进行统计,在显微镜下随机观察5个高倍镜视野,每个视野计数的细胞≥1 000个,并统计阳性细胞的平均百分比,以此作为评分标准。具体评分方法为:无阳性细胞为0分,阳性细胞占0~25%为1分,26%~50%为2分,51%~75%为3分,≥76%为4分。以染色程度作为评分标准,无着色为0分,淡黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分。将以上2种评分结果相加,作为该切片的表达强弱得分。每只大鼠选取10张切片,计算每组的平均得分。整个计数及评分过程均由2位经验丰富的病理医师协助完成。

1.6统计学分析

所有数据均以“平均值±标准误”(x[TX-*5]±s)表示,所有试验均重复4次以上。采用SPSS 17.0统计软件对试验数据进行处理,经单因素方差分析(ANOVA),差异显著性检验采用Turkey检验法进行多重比较。

2结果与分析

2.1WRS处理对大鼠胃黏膜UI的影响

由图1可知,WRS处理7 h后,大鼠胃黏膜出现点线状溃疡出血和少量血凝块,UI为39.7±6.8;恢复3 d时UI为 30.6±6.1,与WRS 7 h组相比差异不显著(P>0.05);恢复 7 d 时UI为10.4±5.0,显著低于WRS 7 h组和恢复3 d组(P<0.05)。

2.2免疫组织化学检测Keap1、Nrf2、HO-1蛋白的定位

由图2可知,WRS处理前后,Keap1(图2-A)、Nrf2(图2-B)、HO-1(图2-C)3种蛋白均主要定位于大鼠胃底腺细胞胞质中,其中Nrf2在溃疡周围胃底腺细胞胞核中也有表达。

2.3Keap1、Nrf2、HO-1蛋白的表达水平

[CM(24]由图3可知,WRS处理7[KG*3]h后,Keap1表达量显著降低[CM)]

[FK(W12][TPHP1.tif]

[FK(W19][TPHP2.tif]

(P<0.05),7 d后恢复至正常水平。WRS处理7 h后,Nrf2表达量无显著变化,但恢复3 d后其表达量显著升高(P<0.05);与恢复3 d组相比,恢复7 d时Nrf2表达量出现下降(P<0.05),但仍显著高于正常水平(P<0.05)。WRS处理7 h后,HO-1表达量显著升高(P<0.05),3 d后恢复至正常水平。

[TPHP3.tif]

3结论与讨论

WRS处理大鼠被广泛应用于应激性胃溃疡病理机制的研究,具有简单、高效、重复性高等特点,是理想的试验动物模型。本试验中,WRS处理7 h后,大鼠胃黏膜出现明显的溃疡病变,表明应激性胃溃疡模型建立成功。

动物受到环境应激后,SNS、HPA敏感性升高,肾上腺素、糖皮质激素、儿茶酚胺等激素的分泌增加,诱导氧自由基大量產生,导致细胞膜内脂质过氧化物的生成,引起氧化应激。大量研究表明,Keap1/Nrf2/HO-1信号通路在细胞抗氧化损伤和炎症损伤等过程中发挥重要作用[5]。其中,核转录因子Nrf2属于CNC-bZIP(cap‘n’collar subfamily of basic leucine-zipper),即CNC亮氨酸拉链转录激活因子家族,能够诱导一系列抗氧化剂保护蛋白的编码,参与调节抗氧化应激反应,是CNC家族成员中最强的转录因子[11]。大量研究表明Nrf2与多种疾病的发生有关[11-15]。很多因素可影响Nrf2的表达。Keap1是一种E3泛素连接酶,在胞浆中锚定于肌动蛋白,可调节Nrf2的泛素化过程,是氧化应激反应的主调节器[13]。生理状态下,Nrf2与Keap1偶联被锚定在胞浆中,Nrf2被泛素化修饰并快速降解,从而维持细胞基础的氧化还原平衡;当细胞暴露于氧自由基时,Keap1的构象发生改变,Nrf2从二聚体上解离并转移进入细胞核,调控下游抗氧化基因HO-1等表达,清除多余的氧自由基,从而发挥抗应激作用[6,13]。通过免疫组织化学检测发现,WRS处理前后,Keap1和Nrf2均主要定位于大鼠胃底腺细胞胞质中,其中Nrf2在胃溃疡组织周围胃底腺细胞胞核中也有表达。蛋白表达半定量分析发现,WRS处理7 h后,Keap1表达量明显下降,Nrf2在恢复3 d后表达量显著升高。提示WRS处理可能导致大鼠胃底腺细胞胞质中的Nrf2从二聚体解离,并转移进入细胞核,从而起到了抗应激作用。

HO-1为诱导性血红素加氧酶,别称热体克蛋白32,很多诱导因素均可引起其活性及蛋白量增加。已有研究证实,HO-1作为一种应激蛋白,在应激和疾病条件下对消化道具有抗炎、抗组织损伤、抗氧化、保护细胞黏膜、调节胃肠运动等积极作用。目前已从动物和人的组织器官中分离纯化出3种血红素氧合酶(HO)的同工酶,HO-1为诱导型,HO-2、HO-3 为结构型[16]。生理状态下,消化道中的HO同工酶主要为HO-2,而HO-1在肠组织中不表达,仅在缺血、缺氧等刺激下才开始分泌HO-1。在消化道疾病中,HO-1的水平增加,发挥抗炎、抗氧化等细胞保护作用[17]。沈锡中在乙酸诱导的大鼠胃溃疡模型中发现,HO-1蛋白定位于胃黏膜细胞中,胃溃疡大鼠的胃黏膜HO-1基因表达水平显著高于正常大鼠[8]。本试验通过免疫组织化学检测发现,WRS处理前后,HO-1均主要定位于大鼠胃底腺细胞胞质中;蛋白表达半定量分析发现,WRS处理7 h后,HO-1表达量出现明显升高的现象。提示应激性胃溃疡发生后,HO-1可能参与了胃黏膜抗损伤机制。

在应激性胃溃疡的发生及发展过程中,Keap1、Nrf2、HO-1出现了表达量和蛋白定位的改变,表明这3种蛋白可能均参与了胃黏膜的抗氧化损伤机制。由于调控Nrf2和 HO-1的信号通路非常多,Keap1/Nrf2/HO-1信号通路在应激性胃溃疡中的作用机制有待进一步验证。

[HS2*5][HT8.5H]参考文献:[HT8.SS]

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