实验性肝硬化大鼠细胞因子IL-18、TNF-α、IFN-γ的变化及意义

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实验性肝硬化大鼠细胞因子IL-18、TNF-α、IFN-γ的变化及
意义
党双锁;高宁;程延安;边静;王顺达;孙明珠
【摘要】目的探讨在四氯化碳(CCl4) 复合因素诱导实验性肝硬化大鼠的形成过程中,白介素18(IL-18)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、γ干扰素(IFN-γ)的变化及意义.方法将80只清洁级雄性SD大鼠随机分为正常对照组和造模2周组、4周组、6周组,每组20只.予以CCl4复合因素诱导大鼠肝硬化,并在2、4、6周3个时间点分别处死6只大鼠.采用ELISA法检测大鼠血清IL-18、TNF-α、IFN-γ和肝脏组织匀浆上清液中的IL-18含量;HE染色观察肝脏的组织病理学变化.结果①CCl_4复合因素诱导的实验性大鼠,组织病理学观察发现,2周时大鼠肝脏组织细胞肿胀变性,6周时有大量纤维增生,部分肝组织有假小叶的形成;②随着造模时间的延长,实验大鼠血清IL-18、TNF-α、IFN-γ水平逐渐升高,造模6周组与正常对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);③造模组肝脏组织匀浆中IL-18随肝损害程度的加重而升高,造模6周组与正常对照组比较差异有统计学意义(P<0.01).结论在CCl_4复合因素诱导大鼠肝硬化的形成过程中,IL-18、TNF-α、IFN-γ水平逐渐升高,提示该3种细胞因子与肝硬化的形成及发展有关.
【期刊名称】《西安交通大学学报(医学版)》
【年(卷),期】2010(031)002
【总页数】4页(P148-150,185)
【关键词】大鼠;肝硬化;白介素18;肿瘤坏死因子α;γ干扰素
【作者】党双锁;高宁;程延安;边静;王顺达;孙明珠
【作者单位】西安交通大学医学院第二附属医院感染科,陕西西安,710004;西安交通大学医学院第二附属医院感染科,陕西西安,710004;西安交通大学医学院第二附属医院感染科,陕西西安,710004;西安交通大学医学院第二附属医院感染科,陕西西安,710004;西安交通大学医学院第二附属医院感染科,陕西西安,710004;西安交通大学医学院第二附属医院感染科,陕西西安,710004
【正文语种】中文
【中图分类】R512.6
肝硬化是慢性肝损伤所共有的终末病理改变。

在肝硬化的形成中,有大量细胞因子通过参与调节组织细胞的损伤修复过程而发挥作用[1]。

新近发现,白介素18(interleukin-18,IL-18)是新的致炎因子。

研究发现,IL-18参与了免疫调控,其过度表达可能引起免疫系统紊乱和组织器官的免疫炎性损害。

本研究通过建立四氯化碳(CCl4)复合因素诱导的大鼠肝硬化模型,动态检测造模组大鼠IL-18及相关细胞因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、γ干扰素(IFN-γ)水平的变化,初步探讨细胞因子在肝硬化形成中的作用及意义。

1 材料与方法
1.1 主要试剂及仪器 CCl4(分析纯)购自西安化学试剂厂;橄榄油(化学纯)、胆固醇(分析纯)购自上海化学试剂公司;大鼠IL-18定量ELISA试剂盒为美国Biosource公司生产,上海森雄科技有限公司进口分装;大鼠TNF-α、IFN-γ定量ELISA试剂盒购自上海西唐生物有限公司;RIPA裂解液购自北京索莱宝科技有限公司;DG3021型酶联免疫检测仪为华东电子管厂产品。

1.2 实验动物与分组清洁级雄性SD大鼠80只,3~ 4个月龄,体重 360~ 380 g,平均(367±14.12)g,购于西安交通大学医学院实验动物中心。

据肝硬化造
模时间长短将SD大鼠随机分成4组:正常对照组、造模2周组、造模4周组、造
模6周组,每组20只。

所有大鼠分笼饲养于西安交通大学医学院实验动物房。

正常对照组,自由取食且不做任何处理;造模2、4、6周组,每周2次皮下注射
400 mL/L CCl4橄榄油溶液3 mL/kg,首次剂量为5 mL/kg;同时给予高脂饲料(80%单纯玉米粉+20%猪油+0.5%胆固醇)作为唯一饮食,并以300 mL/L乙醇作为饮水饲养动物。

每周一、四注射,且注射前称体重。

于造摸2、4、6周时各
组分别随机选取动物6只,水合氯醛腹腔内麻醉,腹主动脉插管取血,并留取肝
脏做组织匀浆及40g/L甲醛溶液固定,常规石蜡切片,HE染色。

1.3 方法
1.3.1 ELISA 法测定血清 IL-18、TNF-α、IFN-γ水平血液3 000 r/min离心20 min,吸取血清,采用双抗体夹心ELISA法测定,严格按照说明书操作。

1.3.2 ELISA法测定肝组织匀浆中IL-18水平取大鼠部分肝脏组织,冰冷等渗盐水漂洗数次后,除去血液,滤纸吸干,称取1g肝组织,用手动匀浆器将肝组织在磷酸盐缓冲溶液(PBS)和0.1 mmol/L苯甲基磺酰氟化物(PMSF)中充分研磨匀浆,100 000 r/min 4℃离心15 min,取上清液,采用双抗体夹心ELISA法测定,严格按照说明书操作。

1.4 统计学方法采用SPSS 13.0统计软件处理。

计量资料数据以¯x±s表示,进行单因素方差分析,各组间比较采用LSD-t检验。

P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 大鼠肝脏的组织病理学改变正常大鼠肝组织细胞大小一致,细胞排列呈条索状,以中央静脉为中心呈放射状,肝窦无狭窄,小叶及汇管区无炎细胞浸润(图
1A)。

CCl4复合因素诱导2周后,大鼠肝脏充血、肿胀,包膜紧张,镜下肝细胞肿胀,呈气球样变,以汇管区周围较明显(图1B);4周后大鼠肝脏充血、肿胀
进一步加重,镜下见大面积肝细胞变性和坏死,坏死以小叶周围显著,汇管区少量
炎症细胞浸润及纤维组织增生(图1C);6周后大鼠肝脏充血、肿胀消退,肝脏轻度萎缩,镜下汇管区纤维增生,并向小叶内伸展,见不完整假小叶形成(图
1D)。

2.2 大鼠血清 IL-18、TNF-α、IFN-γ水平的动态变化与正常对照组相比,造模2周组大鼠血清IL-18、TNF-α的差异有统计学意义(P<0.01),而IFN-γ差异无统计学意义(P>0.05);4周、6周造模组大鼠血清 IL-18、TNF-α、IFN-γ明显增高,与正常对照组比较差异均有统计学意义(P<0.01)。

各造模组间比较,6 周组 IL-18、TNF-α、IFN-γ水平较 2、4 周组明显升高,差异均有统计学意义(P <0.01,表1)。

图1 各组大鼠肝脏的组织病理学观察Fig.1 Histopathological changes of liver in each group(HE×100)A:正常对照组;B:造模 2周组;C:造模 4周组;D:造模 6周组。

表1 各组大鼠血清 IL-18、TNF-α、IFN-γ水平的比较Tab.1 Serum levels of IL-18,TNF-αand IFN-γin each group(n=6,¯x ±s)与正常对照组相比,*P<0.01;与造模2周组相比,△P<0.01;与造模4周组比较,#P<0.01。

组别 IL-18(pg/mL) TNF-α(pg/mL) IFN-γ(pg/mL)正常对照组47.48±4.51 -163.22±29.23 148.27±12.66造模2周组427.10±165.23* 27.38±19.08* 2 238.23±2 428.68造模4周组673.64±168.61*△ 54.27±27.50* 5
152.83±956.84*△造模6周组1 101.66±355.42*△ 109.78±39.19*△# 8 234.67±3 473.52*△#
2.3 大鼠肝组织匀浆中IL-18水平的变化与正常对照组相比,4、6周造模组大鼠肝组织匀浆中IL-18增高,差异有统计学意义(P<0.01),且6周组肝组织匀浆中IL-18较2、4周组明显升高,差异有统计学意义(P<0.01,表2)。

表2 各组大鼠肝组织匀浆中IL-18水平的比较Tab.2 Content of IL-18 of
hepatic homogenate supernatant in each group (n=6 ,¯x ±s)与正常对
照组相比,#P<0.01;与造模2、4周组相比,△P<0.01。

组别IL-18(pg/mL)正常对照组138.63±194.41造模2周组106.50±111.66造模4周组
305.27±173.15#造模6周组502.34±310.04#△
3 讨论
1995年OKAMURA等[2对感染疮疱棒状杆菌(P.acnes)的小鼠肝脏提取物用
脂多糖(LPS)加强刺激,可诱导出使IFN-γ高水平表达的因子,最初把该因子称作 IFN-γ诱导因子(IGIF)。

进一步研究发现,这是一种新的炎性细胞因子,有
亲多种组织的免疫活性,命名为白介素18[3]。

目前研究发现,IL-18是由活化的
巨噬细胞产生的一种强有力的免疫调节细胞因子,具有多种生物学活性:诱导Th1
细胞、NK细胞等多种免疫细胞产生IFN-γ、TNF-α、Fas配体及穿孔素;促进T
细胞增殖[4];增强FasL介导的T h1细胞、自然杀伤细胞(NK)的细胞毒活性作用,导致肝实质细胞的免疫性损伤[5]。

本研究结果表明,在CCl4复合因素诱导大鼠肝硬化形成的6周中,血清细胞因子IL-18、TNF-α、IFN-γ水平均高于正常对照组;同时在诱导的不同时间点收集大
鼠肝脏组织,测定肝组织匀浆中IL-18的含量,结果发现随着肝硬化程度的加重
IL-18含量逐渐升高。

提示IL-18参与了肝脏炎症、肝硬化的发生发展过程,且
IL-18、IFN-γ、TNF-α等细胞因子呈网络调控,相互诱生,共同发挥作用。

国外
学者研究报道,在原发性胆汁性肝硬化时,体内炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-8等)也同样升高,并认为其在原发性胆汁性肝硬化的形成中起重要作用[6-8]。

也有学
者报道,酒精性肝硬化的形成是由于致炎因子与抗炎因子(IL-2、IL-10、TGF-β等)相互制衡失调而发生的。

我们的研究结果也证实,在CCl4复合因素引起的肝硬化形成中,IL-18、IFN-γ、TNF-α发挥了协同作用。

至于其作用机制,结合现有学者的研究结果分析,可能是细胞因子之间通过自分泌或旁分泌机制的网络调节
而致肝硬化的形成[9]:①IL-18可通过诱生IFN-γ和其他细胞因子(IL-2、GM-CSF、TNF-α等)的产生而形成IL-18/Th1细胞因子组成的细胞因子级联而发挥作用[10];②作为炎性细胞因子的IL-18还可刺激免疫细胞(Th1细胞、NK细胞等)释放更多的细胞因子,如IFN-γ、TNF-α等,形成正反馈的放大作用,产生更多的ECM,从而导致肝纤维化乃致肝硬化的形成[11]。

愈来愈多的研究表明,IL-18作为一种重要的前炎症因子,在感染、肿瘤等多种疾病中发挥作用[12-16]。

本研究也证实了IL-18在肝损伤到肝硬化的形成过程中的作用。

因此,测定IL-18不仅可作为临床判断病情进展的一项有益指标,同时也可作为治疗靶点为治疗肝硬化提供新的途径。

相信随着对IL-18及其他细胞因子认识的进一步深入,将为阐释肝脏疾病的发生机制及防治提供更加有意义的依据。

参考文献:
[1]孙明珠,党双锁.细胞因子与慢性肝脏疾病的研究进展[J].世界华人消化杂志,2009,281(21):2121-2125.
[2]OKAMURA H,TSUTSUI H,KOMATSU T,et al.Cloning of a new cytokine that induces IFN-gamma production by T cells[J].Nature,1995,378(6552):88-91.
[3]USHIO S,NAMBA M,OKURA T,et al.Cloning of the cDNA for human IFN-gamma-inducing factor,expression in Escherichia coli,and studies on the biologic activities of the protein[J].J Immunol,1996,156(11):4274-4279.
[4]DINARELLO CA,FANTUZZI G.Interleukin-18 and host defense against infection[J].J Infect Dis,2003,187(Suppl 2):S370-S384.
[5]RESTIFO NP.Building better vaccines:how apototic cell death can induce inflammation and activate innate and adaptive immunity[J].Curr Opin
Immunol,2000,12(5):597.
[6]DANILUK J,SZUSTER-CIESIELSK A DRABKO J,et al.Serum cytokine levels in alcohol-related liver cirrhosis[J].Alcohol,2001,23(1):29-34. [7]YAMANO T,HIGASHI T,NOUSO K,et al.Serum interferon-gamma-inducing factor/IL-18 levels in primary biliary cirrhosis[J].Clin Exp Immunol,2000,122(2):227-231.
[8]GABELE E,FROH M,ARIEEL GE,et al.TNF-αis required for cholestasis-induced liver fibrosis in the mouse[J].Biochem Biophys Res Commun,2008,(10):150-155.
[9]TSUTSSUI H ,MATSUI K,KAWADAN,et al.IL-18 accounts for both TNF-αand Fas ligand-mediated hepatotoxic pathways in endotoxin induced liver injury in mice[J].J Immunol,1997,159(8):3961-3967. [10]马清峰,王威,李丽,等.慢性乙型肝炎患者血清和外周血单个核细胞IL-18水平与HBV感染的关系[J].中华肝脏病杂志,2007,12(2):112-114.
[11]谭友文,吴建成.IL-18在病毒性肝炎发病机制中的作用[J].临床肝胆病杂志,2005,21(2):122-124.
[12]URUSHIHARA N,IWAGAKI H,YAGI T,et al.Elevation of serum interleukin-18 levels and activation of Kupffer cells in biliary atresia[J].J Pediatr Surg,2000,35(4):446-449.
[13]LUDWICZEK O,KASER A,NOVICK D,et al.Plasma levels of interleukin-18 and interleukin-18 binding protein are elevated in patients with chronic liver disease[J].J Clin Immunol,2002,22(6):331-337. [14]YUMOTO E,HIGASHI T,NOUSO K,et al.Serum gammainterferon inducing factor(IL-18)and IL-10 levels in patients with acute hepatitis
and fulminant hepatic failure[J].J Gastroenterol Hepatol,2002,17(3):285-294.
[15]FINOTTO S,SIEBLER J,HAUSDING M,et al.Severe hepatic injury in interleukin-18 (IL-18)transgenic mice:a key role for IL-18 in regulating hepatocyte apoptosis in vivo[J].Gut,2004,53(3):392-400.
[16]MASAHIRO S,GO W,MOTOHIDE S,et al.Increased serum and hepatic tissue levels of interleukin-18 in patients with fulminant hepatic failure[J].J Gastroenterol Hepatol,2006,21(11):1731-1736.。

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