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热休克蛋白

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热休克蛋白

热休克蛋白范文第1篇

关键词:HSP27;HSP47;HSP70;肾脏纤维化

【中图分类号】Q51;R692 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2012)06-0237-01

1 HSP27与肾脏纤维化

HSP27是小分子热休克蛋白家族主要成员,在细胞抗应激损伤、维持细胞内环境的稳定方面发挥着重要作用,参与多种效应反应[3]。

有研究报道,热应激、ATP耗竭等损伤可诱导肾小管上皮细胞表达HSP27,高渗透压可诱导肾组织细胞表达HSP27,IL-1、转化生子因子β等可诱导细胞合成HSP27,说明HSP27在肾小管上皮细胞生理和功能状态的维持和调节中发挥作用[4]。

周生国等[5]通过建立单侧输尿管梗阻肾小管间质纤维化大鼠模型,应用组织病理学和免疫组织化学法检测HSP27在肾小管间质纤维化大鼠肾组织中的表达,发现肾小管间质纤维化过程中肾皮质肾小管中HSP27的表达明显上调,主要分布于扩张的肾小管,这提示HSP27表达上调可能与肾小管上皮细胞对损伤的早期应激反应有关。

2 HSP47与肾脏纤维化

HSP47存在于内质网,与多种类型胶原和前胶原特异性结合的内质网驻留蛋白,在体内主要作为“分子伴侣”帮助新合成前胶原形成正确的三股螺旋结构,稳固前胶原的三股螺旋分子,防止结构错误的前胶原泌出内质网,协助前胶原在正常状况下分泌等,对胶原成熟的质量控制起着重要作用,与肾脏纤维化形成有着紧密的联系[6]。

正常生理情况下,肾内HSP47仅微量表达。在肾脏病理状态下,HSP47的表达或活性增加,可分布在多种细胞中如肾小球脏层上皮细胞、肾小球壁层上皮细胞等,并可直接刺激系膜细胞及肾小管上皮细胞分泌Ⅰ型、Ⅲ型及Ⅳ型胶原,积极参与肾小管上皮细胞-间质转换(EMT)过程,促进细胞外基质(ECM)的合成及过度聚集,引起肾纤维化过程中组织的过度修复,最终导致肾小球硬化和肾间质纤维化。因此,HSP47可能是肾脏纤维化的关键因子,通过HSP47为切入点研究肾纤维化,研制针对HSP47的拮抗剂,可能会找到防治肾脏纤维化的新方法。

已有研究报道,采用干扰HSP47表达的方法来改善肾纤维化[7]。在抗Thy-1肾小球肾炎大鼠模型中,HSP47反义寡聚脱氧核苷酸转染大鼠肾小球细胞,抑制了HSP47表达,从而成功减少了胶原的合成,减轻了肾小球硬化的程度。单侧输尿管梗阻大鼠模型,通过输尿管注射HSP47siRNA入梗阻侧肾,肾纤维化程度明显减轻,胶原蛋白明显减少[8]。HSP47的相关研究已经成为近年防治器官纤维化的研究热点。

3 HSP70与肾脏纤维化

HSP70是热休克蛋白家族中具有最高敏感性和高度保守性的一个家族,主要作为“分子伴侣”可促进新生多肽链的正确折叠,对解聚蛋白及维持恰当构型,分子重排以及新生多肽链在细胞内外跨膜转运有重要辅助作用。HSP70在正常细胞中含量较低,在应激状态下,蛋白合成量显著增加。

在离体的人肾培养细胞NRK52E中,暴露TGF-β诱导肾上皮细胞纤维化和细胞凋亡,通过保留上皮细胞钙粘蛋白表达水平和α-肌动蛋白来选择性诱导HSP72的表达可以抑制TGF-β诱导的肾上皮细胞纤维化,说明HSP72对肾脏纤维化有着密切的关系。该研究首次证实,HSP72通过调控Sat3介导的信号通路抑制肾间质成纤维细胞的活化、增殖以及细胞外基质的积聚,从而抑制肾脏纤维化。提示HSP72具有多途径、多水平和多靶点阻抑肾脏纤维化进程的作用,为慢性肾脏病的防治提供新的思路和途径。

由于HSP70能够加强自身体内细胞本身抗损伤潜能,有效减轻肾缺血再灌注损伤及肾间质纤维化,若能阐明HSP70基因表达调控的机制,通过无毒性的药物或基因转染等手段,诱导HSP70局部合理表达,可使肾脏细胞耐受潜在损伤刺激的能力增加,将为创伤、外科手术或移植等病理生理过程中肾脏的保护提供一个新的有效途径。

4 结语

肾脏纤维化是所有肾脏疾病发展到终末期衰竭的共同变化,及早阻止甚至逆转肾脏纤维化对防治终末期肾衰竭有重大意义。肾纤维化过程涉及很多细胞和分子参与,各种因素相互作用,机制非常复杂,本文简要介绍了HSP27、HSP47、HSP70与肾脏纤维化的关系,在肾脏纤维化过程中发挥着重要的作用,为治疗肾脏纤维化提供新的靶点和思路。但对其作用的机制和原理缺乏充分的认识,随着研究的不断深入,HSP27、HSP47、HSP70在肾脏纤维化过程中的作用机制将逐步被阐明,对防治肾脏纤维化的发生发展具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 宋伟等.热休克蛋白70与心血管疾病关系的研究进展[J].中国心脏起搏与心电生理杂志,2011,25(2):167-169

[2] 钟文英等.热休克蛋白的分子生物学研究进展[J].医学综述,2005,11(2):148

[3] Oh DJ et al. Heat shock protein express in adenosinie triphosphate depleted renal epithelial cells[J]. Korean J Intern Med, 2004, 19, (3):149-54

[4] 周生国等. 小分子热休克蛋白在大鼠肾间质纤维化中的表达[J].中外医疗, 2009, 27: 28-29

热休克蛋白范文第2篇

【关键词】

大肠癌;热休克蛋白;治疗

DOI:10.3760/cma.j.issn 16738799.2010.01.178

作者单位:200127上海电力医院/上海交通大学医学院附属仁济医院

近年的研究发现HSP的高表达和肿瘤的发生发展之间存在着联系,其机制可能与增强了肿瘤细胞抗凋亡能力有关,曾有研究发现 HSP 在结肠息肉与结肠癌组织中的表达不论是在量上或质上均有相当的差异,并且HSP可能与结肠肿瘤的恶性程度及预后相关,HSP的抗体或反义HSP能增加结肠癌细胞对治疗的敏感性,为结肠肿瘤的治疗提供了新的方向。在HSP家族中HSP70,HSP90是拮抗细胞凋亡的两大家族,与肿瘤的发生发展关系密切,以下对热休克蛋白(HSP70,HSP90)在肿瘤发生特别是结肠癌发生发展中的作用作一研究。

1 热休克蛋白家族及其功能

HSP首先发现于热休克的果蝇唾液腺,此后的研究证实各种应激状态能诱导细胞过量表达HSP,HSP被认为是应激状态下细胞产生的保护细胞免受损害的蛋白质。更深入的研究发现HSP是一组结构保守广泛存在的蛋白质,在非应激状态下在细胞内亦有基本表达,表明其在保持细胞内的动态平衡中起重要作用,HSP能帮助其他蛋白质进行正确的折叠与重构,并能在细胞内帮助蛋白质的转运,把受损害的蛋白质递呈给蛋白酶进行降解[1],在免疫应答抗原递呈反应过程中HSP能作为一种危险信号帮助机体免疫系统识别死亡与受损害的细胞,因此HSP被称为分子伴侣。

作为分子伴侣,HSP能调节细胞自体平衡并能提高细胞生存能力,90年代以来,随着对细胞抗调亡机制研究的深入,各种研究表明HSP能通过抑制细胞凋亡起到细胞保护作用,而许多肿瘤细胞也能通过过度表达HSP从而使肿瘤细胞避免凋亡,并使肿瘤细胞进一步进展与恶化。

2 热休克蛋白(HSP70,HSP90)家族的抗凋亡机制

在HSP家族中HSP70,HSP90是拮抗细胞凋亡的两大家族,其抗凋亡机制主要为:

2.1 抑制多种死亡受体信号途径,阻止caspase酶活化 HSP70能抑制TNF、 Fas(Apo1/CD95)等死亡受体家族并能抑制JNK、Ask1等信号蛋白途径诱导的凋亡[4,5]。HSP90能抑制丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)途径诱导的凋亡,并与ErbB2、Src等癌基因的激活有关[6]。

2.2 直接抑制多种caspase酶 HSP70、HSP90直接抑制多种caspase酶如caspase3,caspase9等[7],从而抑制细胞凋亡。

2.3 抑制线粒体凋亡途径 近年的研究提示线粒体是细胞凋亡的中央处理器,在细胞凋亡中起重要作用,其中线粒体细胞色素C的释放以及Apaf1、AIF的活化能促进凋亡,HSP70、HSP90都能抑制线粒体细胞色素C的释放,并能抑制Apaf1、AIF的活化从而抑制线粒体凋亡途径。

2.4 影响一些凋亡调控基因以抑制凋亡 Bcl2、p53是重要的凋亡调控基因,Bcl2能抑制凋亡,而p53能促进凋亡,有研究表明HSP90能上调Bcl2基因[8],而HSP70能使野生型p53失活或使p53基因突变从而抑制凋亡[9]。

3 热休克蛋白(HSP70,HSP90)在结肠癌中的作用

热休克蛋白(HSP70,HSP90)与结肠癌的发生与发展密切相关,Yusei Kanazawa等[10]通过免疫组化技术研究50例结肠癌组织中HSP70,HSP40的表达,阳性率分别为80%与14%,均高于正常对照组织,Cen等[11]应用RTPCR技术研究35例散发的人结直肠癌中HSF1,HSF27,HSP90的表达情况,结果发现HSF1表达率为86%(30/35),HSP90表达率为63%(22/35),均显著高与正常组织,提示其可能在散发的人结直肠癌的发生中起重要作用。也有研究对80例人结肠癌组织中HSP70及grp94的表达用免疫组化法进行分析,结果发现在结肠癌组织中HSP70及grp94的表达率分别为92.5%、85.0%,显著高于邻近组织的56.3%(HSP70)和42.5%(grp94)。在有转移的结肠癌组织中HSP70及grp94的表达率均为100%,显著高于没有转移的结肠癌组织,其表达率分别只有75%、50%[12]。以上研究均证实结肠癌组织中存在HSP70,HSP90的高表达。

结肠癌组织中HSP70,HSP90的高表达通过多种途径抑制肿瘤细胞凋亡并与结肠癌患者预后相关。Dundas SR等[13]用比较蛋白组学分析方法发现在结直肠腺癌中存在mhsp 70(线粒体hsp 70)的过度表达,并通过免疫染色结合患者临床资料,发现存在mhsp 70的过度表达的患者预后较差,提示mhsp 70在结直肠肿瘤的形成中起作用并与患者预后相关。其作用机制可能与mhsp 70能结合p53蛋白并影响RasRafMAPK信号蛋白途径有关。Rashmi R等[14]发现hsp27 和 hsp70的高表达与胃肠道肿瘤患者肿瘤细胞转移、不良预后以及对放疗化疗的不敏感有关。其机制可能为hsp70能抑制细胞色素c释放、AIF活化并能抑制caspases3和 caspases9的活性,从而促进肿瘤细胞的发生与发展。

HSP70,HSP90的高表达与结肠癌细胞的恶性增殖密切相关。肿瘤的形成过程中,肿瘤细胞不断增殖,合成代谢增强,需要大量的HSP调节和稳定这一异常增殖过程,而肿瘤组织生长旺盛,其增生的血管存在相对血供不足,缺氧与应激的细胞环境也反过来诱导了HSP的过度表达。HSP70,HSP90的高表达一方面介导癌基因及抑癌基因产物的构象成熟、跨膜转运,另一方面介导错配蛋白的降解,协调肿瘤细胞的蛋白质快速代谢平衡,使肿瘤细胞得以无限增殖。Yokota等[15]发现HSP的复合物在人结肠癌中的表达较正常组织显著增高,并且其表达水平与PCNA(增殖细胞核抗原)相关,而PCNA是细胞增殖的一个重要指标,提示HSP的复合物的高表达与结肠癌细胞的快速增殖有关。

4 热休克蛋白研究在结肠癌的治疗中的意义

近年来的研究发现在结肠癌的治疗中使用HSP70,HSP90的抗体或应用反义寡核苷酸技术抑制这些基因的表达,能增加肿瘤细胞对治疗的敏感性,从而为结肠癌的治疗提供了新的方向。Yang WL等[16]在裸鼠皮下种入人结肠癌HT29细胞,切除肿瘤组织并进行射频消容(RFA),分别使用42°C,45 °C,50°C三种温度,抽提RNA逆转录使用Western blot法分析HSP的表达,结果发现50 d后50°C组肿瘤复发率为0%,45°C组为30%,42°C组为100%,HSP70的表达在RFA后明显升高,提示热疗可能诱导HSP70产生并使肿瘤细胞存活,而抑制HSP70的表达能提高RFA的疗效。Kobayashi S等[17]发现 HSP90的拮抗剂geldanamycin(格尔德霉素)能增加人结肠癌HT29细胞对放疗的敏感性并减少放射剂量,同时应用HSP90的拮抗剂及MAPK途径激动剂Indomethacin(吲哚美辛)能进一步增加放射治疗的疗效。Rashmi R等[18]用人结肠癌SW480细胞株转染正义或反义hsp70 cDNA并选择稳定的克隆细胞株检测其对姜黄诱导的细胞凋亡的敏感性,结果发现Hsp70能使结肠癌细胞对姜黄诱导的细胞凋亡产耐药,而反义hsp70能提高结肠癌细胞对姜黄的敏感性。

HSP多肽复合物可制成免疫疫苗,为结肠癌提供肿瘤免疫疗法,Mazzaferro等[19]在29例结肠癌根治术后肝转移的患者中接种HSP多肽复合物疫苗,发现其能诱导CD8和T细胞介导的免疫反应,限制原发瘤的复发及转移,并且未发现严重的毒性反应。

5 展望

综上所述,热休克蛋白家族与结肠癌及多种肿瘤发生发展密切相关,其机制与通过各种途径抑制肿瘤细胞凋亡有关,并且多种研究证实HSP在胃肠道肿瘤组织中的高表达与肿瘤的分级及预后相关,对肿瘤诊断与预后存在意义。热休克蛋白的抗体如HSP90的抗体geldanamycin(格尔德霉素)的衍生物17丙烯基脱氧格尔德霉素毒性较小,作为抗肿瘤药物与肿瘤的放疗、化疗相结合,已进入II期临床试验阶段[20],而应用反义寡核苷酸技术抑制HSP70、HSP90等基因的表达能抑制肿瘤细胞增生、促进肿瘤细胞凋亡并能增加肿瘤细胞对放疗、化疗及热疗的敏感性[21]。HSP肽类复合物能刺激CD8(+)T淋巴细胞的免疫保护作用,限制肿瘤的生长与转移,因而体外合成的HSP多肽复合物可制成免疫疫苗,在肿瘤的治疗中具有潜在优势[22]。以上的各种方法在结肠癌及其他多种肿瘤的治疗中存在良好的前景,更深入的研究还在进行之中。

总之,随着对热休克蛋白作用的了解不断深入,使热休克蛋白与肿瘤发生发展的相关理论更加完善;为我们对肿瘤治疗方法的研究提供更多的方向,使治疗的方式方法更加多元化。同时对患者的预后的评估也有积极意义。

参考文献

[1] F.U.Hartl,M.K.HayerHartl.Molecular chaperones in the cytosol:from nascent chain to folded protein,Science,2002,295:18521858.

[2] Gabai VL,Mabuchi K,Mosser DD,et al.Hsp72 and stresskinase cjun Nterminal kinase regulate the biddependent pathwayin tumor necrosis factorinduced apoptosis.Mol.Cell Biol,2002,22:34153424.

[3] Park,HS,Cho,SG,Kim,CK,et al.Heat shock proteinhsp72 is a negative regulator of apoptosis signal regulating kinase 1.Mol Cell Biol,2002,22:77217730.

[4] W.Xu,E.G.Mimnaugh,J.S.Kim,J.B.Trepel,(2002).Hsp90,not Grp94,regulates the intracellular trafficking and stabilityof nascent ErbB2,Cell Stress Chaperones 7:9196.

[5] Acehan,D.,Jiang,X.,Morgan,D.G.,et al.(2002).Threedimensional structure of the apoptosome:implicationsfor assembly,procaspase9 binding,and activation.Mol Cell 9,423432.

[6] Dias,S.,Shmelkov,S.V.,Lam,G.,& Rafii,S.(2002).VEGF(165)promotessurvival of leukemic cells by Hsp90mediated induction of Bcl2expression and apoptosis inhibition.Blood 99,25322540.

[7] Zylicz,M.,King,F.W.,& Wawrzynow,A.(2001).Hsp70 interactions withthe p53 tumour suppressor protein.EMBO J 20,46344646.

[8] Yusei Kanazawa.(2003).Expression of Heat Shock Protein(Hsp)70 and Hsp 40 in Colorectal Cancer.Medical Oncology.June,vol.20,no.2,pp.157164(8).

[9] Cen H,Zheng S,Fang YM,Tang XP,Dong Q.(2004).Induction of HSF1 expression is associated with sporadic colorectal cancer.World J Gastroenterol.Nov 1;10(21):31223126.

[10] Wang XP,Qiu FR,Liu GZ,Chen RF.(2005).Correlation between clinicopathology and expression of heat shock protein 70 and glucoseregulated protein 94 in human colonic adenocarcinoma.World J Gastroenterol.Feb 21;11(7):10561059.

[11] Dundas SR,Lawrie LC,Rooney PH,Murray GI.(2005).Mortalin is overexpressed by colorectal adenocarcinomas and correlates with poor survival.J Pathol.Jan;205(1):7481.

[12] Rashmi R,Kumar S,Karunagaran D.(2004).Ectopic expression of Hsp70 confers resistance andsilencing its expression sensitizes human colon cancer cells to curcumininduced apoptosis.Carcinogenesis.Feb;25(2):179187.

[13] Yokota S,Yamamoto Y,Shimizu K(2001)Increased expression of cytosolic chaperonin CCT in human hepatocellular and colonic carcinoma.Cell Stress Chaperones.Oct;6(4):345350.

[14] Yang WL,Nair DG,Makizumi R,Gallos G,Ye X,Sharma RR,Ravikumar TS(2004).Heat shock protein 70 is induced in mouse human colon tumor xenografts after sublethal radiofrequency ablation Ann Surg Oncol.Apr;11(4):399406.

[15] Kobayashi S,Nantz R,Kitamura T,Higashikubo R,Horikoshi N.(2005).Combined inhibition of extracellular signalregulated kinases and HSP90 sensitizes human colon carcinoma cells to ionizing radiation.Oncogene.Apr 21;24(18):30113019.

[16] Rashmi R,Kumar S,Karunagaran D.(2004).Ectopic expression of Hsp70 confers resistance and silencing its expression sensitizes human colon cancer cells to curcumininduced apoptosis.Carcogenesis.25:179187.

[17] Mazzaferro V,Coppa J,Carrabba MG(2003).Vaccination with autologous tumorderived heatshock protein gp96 after liver resection for metastatic colorectal cancer.Clin Cancer Res.Aug 15;9(9):32353245.

[18] Banerji U.;Judson I;Workman P.(2003).The Clinical Applications of Heat Shock Protein Inhibitors in CancerPresent and Future Current Cancer Drug Targets October vol.3,no.5 pp.385390(6).

热休克蛋白范文第3篇

【摘要】

【目的】观察慢性胃炎患者胃黏膜炎症改变和热休克蛋白70(hsp70)、核因子κb(nfκb)及其下游炎症因子白细胞介素8(il8)、肿瘤坏死因子α(tnfα)蛋白水平的表达,并以脾气虚证为对照,探讨脾胃湿热证与hsp70及nfκb炎症通路表达的关系。【方法】临床收集慢性胃炎患者51例(包括脾胃湿热证36例、脾气虚证15例),另招募正常志愿者8例作为正常对照组。胃镜下取胃窦黏膜,采用苏木素—伊红(he)染色检测炎症改变,快速尿素酶和美蓝法检测幽门螺杆菌(hp)感染,抗生蛋白链菌素—生物素免疫组织化学法检测各组hsp70、nfκb、il8及tnfα蛋白水平表达。【结果】脾胃湿热证与脾气虚证hp感染率相当,但脾胃湿热证hp感染程度及炎症程度均较脾气虚证明显,尤以脾胃湿热证hp阳性患者炎症程度最重;胃黏膜炎症程度及活动度与hp感染呈正相关。脾胃湿热证患者hsp70、nfκb、il8及tnfα表达均较脾气虚证显著升高(p <0.05)。从hp感染与hsp70及nfκb炎症通路情况看,脾胃湿热证hp阳性患者hsp70、nfκb表达显著高于hp阴性患者(p <0.05);尽管脾胃湿热证hp阳性患者il8、tnfα表达与hp阴性患者之间的差异无显著性意义,但也呈增高趋势。wWw.133229.COm胃黏膜hp感染与hsp70、nfκb及il8表达呈一定程度的正相关,但与tnfα表达无明显相关性。【结论】慢性胃炎脾胃湿热证的发生与胃黏膜hsp70及nfκb炎症通路的表达相关。hsp70与nfκb及其下游炎症因子在胃黏膜的过表达可能部分体现了慢性胃炎脾胃湿热证“邪正交争”的亢奋状态;相比之下,慢性胃炎脾胃湿热证hp阳性患者“邪正交争”更为剧烈。

【关键词】 慢性胃炎;脾胃湿热;脾气虚;胃黏膜/病理学

abstract: objectiveto observe inflammatory changes and expression levels of heat shock protein 70 (hsp70) and nuclear factorkappa b (nfκb) as well as the correlated inflammatory factors of interleukin 8 (il8) and tumor necrosis factor alpha (tnfα) in gastric mucosa of chronic gastritis patients, and to explore the relationship of spleenstomach dampheat syndrome with hsp70 and nfκb inflammatory pathway. methodsfiftyone chronic gastritis patients were enrolled into the study. of them, 36 patients were classified into spleenstomach dampheat syndrome and 15 into spleenqi deficiency syndrome. eight healthy volunteers served as the control. gastric mucosa was sampled under gastroscope. he staining was applied for the inflammatory changes of gastric mucosa. helicobacter pylori (hp) infection of gastric mucosa was detected by fast urea enzyme and methylene blue method. the protein expression of hsp70, nfκb, il8 and tnfα in gastric mucosa was detected by streptavidinbiotin complex(sabc) immunohistochemical method. resultsthe gastric mucosal hp infection rate in patients with spleenstomach dampheat syndrome was similar to that in patients with spleenqi syndrome. however, patients with spleenstomach dampheat syndrome had severer hp infection and inflammatory changes than those in patients with spleenqi syndrome. the inflammatory changes were more obvious in spleenstomach dampheat patients with hp infection positive. the inflammatory degree and activity of gastric mucosa was positively correlated with hp infection. the protein expression level of hsp70, nfκb, il8 and tnfα in gastric mucosa of patients with spleenstomach dampheat syndrome was higher than that in patients with spleenqi deficiency syndrome(p<0.05). in regards of relationship of hp infection with the condition of hsp70 and nfκb inflammatory pathway, spleenstomach dampheat syndrome patients with hp positive had higher hsp70 and nfκb expression levels than those with hp negative (p<0.05). the expression of il8 and tnfα showed an increasing trend in spleenstomach dampheat syndrome patients with hp positive as compared with that in hp negative patients, but the difference was insignificant. gastric mucosal hp infection was positively correlated with hsp70, nfκb and il8 expression to some extent, while was not correlated with the expression of tnfα. conclusionthe occurrence of spleenstomach dampheat chronic gastritis is related with hsp70 and nfκb inflammatory pathway of gastric mucosa. the overexpression of gastric mucosal hsp70 and nfκb and their associated inflammatory factors maybe partially reflect the excited state of the struggling of healthy qi or pathogenic qi in spleenstomach dampheat chronic gastritis patients, which is more obvious in those patients with hp positive.

key words: chronic gastritis; spleenstomach dampheat;

作为内源性保护蛋白,热休克蛋白70(heat shock protein70,hsp70)对维持胃黏膜的完整有重要作用[1],核因子κb(nuclear factor κb,nfκb)活化后的表达与胃黏膜炎症密切相关[2]。本研究以hsp70及nfκb炎症通路的表达为切入点,并以脾气虚证为对照,探讨慢性胃炎脾胃湿热证发生的生物学机制,现报道如下。

1资料与方法

1.1病例资料收集2007年6月至10月就诊于广州中医药大学第一附属医院消化内科门诊属于慢性胃炎患者51例,辨证为脾胃湿热证者36例,其中幽门螺杆菌(helicobacter pylori,hp)感染阳性者19例,hp阴性者17例;男23例,女13例;平均年龄为(35.36±5.70)岁;平均病程为(1.90±1.00)年。辨证为脾气虚证者15例,男5例,女10例;平均年龄为(33.31±7.35)岁;平均病程为(2.17±0.77)年。另招募正常志愿者8例作为正常对照组,男3例,女5例;平均年龄(31.88±2.23)岁。3组在性别、年龄以及脾胃湿热证与脾气虚证患者的病程之间差异均无显著性意义(p>0.05)。

1.2诊断标准慢性胃炎的诊断采用中华医学会消化病学学会制定的《全国慢性胃炎研讨会共识意见》中的标准[3],脾胃湿热证和脾气虚证的辨证诊断参照《中药新药临床研究指导原则》(试行)标准[4],hp感染判断参照2003桐城会议标准[5]。

1.3纳入标准符合上述诊断标准,年龄在18~50岁之间,自愿且能够配合参加试验的受试者,并签署知情同意书。

1.4排除标准不符合上述诊断标准者;近1个月内使用过抗生素、铋剂、h2受体拮抗剂及质子泵抑制剂治疗者;合并消化性溃疡、萎缩性胃炎、食管炎、食管静脉曲张、肝炎、肝硬化等消化系统疾病者;合并有严重心、肝、肾、肺系等疾病者及孕妇、哺乳期妇女;年龄在50岁以上或18岁以下者。

1.5主要试剂及仪器鼠抗人hsp70单克隆抗体(由北京中杉金桥生物有限公司提供,批号:77091220),鼠抗人nfκb/p65单克隆抗体(购自美国santa cruz公司,批号:sc8008),兔抗人白细胞介素8(il8)亲和纯化抗体(由博士德生物工程有限公司提供,批号:ba0996),兔抗人多克隆抗体肿瘤坏死因子α(tnfα)(购自北京博奥森公司,批号:bs0078r),gifxq240型电子胃镜及bx50f3双目显微镜(附带自动照相装置nikon e990)均由日本奥林巴斯公司提供。

1.6问卷调查各组受试对象均完成临床观察表,由专人询问,对症状进行评定计分并填写表格。为准确记录患者症状,对于不容易准确判断的舌象、脉象,均由2位以上有经验的医师复核。

1.7标本收集各组受试对象均行胃镜检查,于胃窦距幽门2~3 cm处的大弯和小弯钳取胃黏膜组织共2块,1块立即进行hp快速尿素酶和美蓝法检测,1块放入40 g/l多聚甲醛中固定,石蜡包埋,行胃黏膜炎症、hp感染病理组织学及上述各指标免疫组织化学标记检测。

1.8指标检测

1.8.1胃黏膜炎症检测采用常规苏木素—伊红(he)染色方法进行。胃黏膜炎症程度、活动度的判断采用文献[3]标准,由2位病理医师在同一设定条件和未知病理诊断情况下进行。

1.8.2胃黏膜hp感染检测采用快速尿素酶和美蓝法进行,两种方法检测均呈阳性者判断为hp感染阳性,而均呈阴性者判断为hp阴性,一阴一阳者不纳入结果分析。

1.8.3胃黏膜hsp70及nfκb通路的检测采用抗生蛋白链菌素—生物素(streptavidinbiotin complex, sabc)免疫组织化学标记方法进行。hsp70、nfκb、il8及tnfα一抗的工作浓度为1∶100,并于4℃过夜,其他具体操作步骤按试剂盒说明书进行。胃黏膜上述指标表达染色指数的观察采用北航图像分析系统3000进行病理图像分析。染色指数(i染色)计算:染色指数=染色强度×染色面积;按显色强弱记录为:阴性-0,弱阳性-1,阳性-2,强阳性-3;染色面积比为染色细胞数占总体细胞数的百分比。

1.9统计学方法采用spss for windows 16.0统计软件包进行数据的分析。以均数±标准差(±s)表示,组间均数比较用t检验;多组间计量资料比较用方差分析,等级资料用秩和检验;相关分析用spearman等级相关分析方法。显著水平设α=0.05。

2结果

2.1各组hp感染与胃黏膜炎症程度、活动度的情况脾胃湿热证患者黏液糊大多量偏多而浊,部分伴糜烂或黏膜下出血点;其胃黏膜充血水肿及炎症程度均重于脾气虚证,但炎症活动度则2组之间未见明显差异。脾胃湿热证与脾气虚证患者胃黏膜hp感染率相当,分别为52.78%和53.33%,但脾胃湿热hp阳性患者炎症程度及活动度均较hp阴性患者明显,胃黏膜炎症程度及活动度与hp感染的相关系数分别为0.608和0.620,呈正相关;hp阳性患者胃黏膜除固有层炎症细胞浸润、上皮破坏外,部分还可见淋巴滤泡形成。结果见表1~表4及图1~图2(见彩图页第669页)。表1各组胃黏膜的炎症程度(略)表2脾胃湿热证hp感染与胃黏膜炎症程度的关系(略)表3各组胃黏膜的炎症活动度(略)表4脾胃湿热证hp感染与胃黏膜炎症活动度的关系(略)

2.2各组胃黏膜hsp70及nfκb炎症通路的表达脾胃湿热证和脾气虚证患者hsp70、nfκb及il8蛋白水平的表达定位于胃黏膜上皮、腺体及固有膜细胞的胞核和胞浆,tnfα蛋白水平的表达主要定位于胃黏膜上皮、腺体及固有膜细胞的胞浆;正常对照组各指标的表达主要定位于胃黏膜上皮、腺体及固有膜细胞的胞浆。脾胃湿热证患者hsp70、nfκb、il8及tnfα表达均显著高于脾气虚证组(p <0.05)。从hp感染与hsp70及nfκb炎症通路情况看,脾胃湿热证hp阳性患者hsp70、nfκb表达显著高于hp阴性患者(p <0.05);尽管il8、tnfα表达与hp阴性患者之间未见显著差异,但其表达也呈增高趋势。本研究病例胃黏膜hp感染程度与hsp70、nfκb及il8表达的相关系数分别为0.322、0.288和0.277,呈一定程度正相关;与tnfα表达的相关系数为0.064,未见明显的相关性。结果见表5、表6及图3~图6(见彩图页第670页)。表5各组胃黏膜hsp70、nfκb、il8及tnfα免疫组化的表达比较(略)表6脾胃湿热证hp感染与胃黏膜hsp70、nfκb、il8及tnfα表达的关系(略)

3讨论

hp是造成胃黏膜损伤的主要攻击因子之一,与慢性胃炎、溃疡甚至胃癌均具有明确的病因学联系[6-7]。作为重要的转录调控因子,nfκb活化入核后能与炎症反应基因启动子部位的κb位点特异性结合,启动和调节相关炎症基因转录,在炎症反应细胞因子网络调节通路中起重要作用。研究显示,hp感染易导致nfκb活化,而随着nfκb活化后在胃黏膜表达的增加,炎症性细胞因子il8及tnfα表达也逐渐上升,且后者还可进一步促进nfκb的活化,产生级联反应,从而使炎症持续和放大[2,7-8],这与中医认为“湿热邪气”具有熏蒸、粘滞以及致病隐匿、渐进和缠绵易反复的特点较类似。

众所周知,中医在强调“邪气”致病的同时,往往更加注重机体“正气”的御邪能力。作为内源性保护蛋白,hsp70在维持胃黏膜的完整中有着重要作用[1]。已有研究发现,hp阳性患者胃黏膜hsp70表达随hp感染程度的加重而增强[9];hsp70可通过nfκb通路调节脂多糖所诱导的炎症性细胞因子的表达[10]。笔者于此也曾提出hp感染可能通过激活nfκb通路,使相关炎症因子过表达而致病,而hsp70则可能通过介导细胞保护,阻止nfκb活化从而能一定程度提高胃黏膜对hp和相关炎症因子的防御和耐受能力的观点[11]。本课题组近期mrna水平定量研究也提示,慢性胃炎脾胃湿热证患者胃黏膜hsp70及nfκb的表达明显高于脾气虚证组和正常对照组[12]。

从本研究病例看,慢性胃炎脾胃湿热证与脾气虚证hp感染率相当,但脾胃湿热证hp感染程度及胃黏膜炎症程度较脾气虚证为重,尤其以脾胃湿热证hp阳性患者的炎症程度最重。脾胃湿热证和脾气虚证组患者胃黏膜hsp70与nfκb及其下游炎症因子il8、tnfα蛋白水平的表达分别较正常对照组升高和下降;与正常对照组仅呈胞浆未活化状态的表达不同,2组hsp70、nfκb及其il8均呈胃黏膜上皮、腺体和固有膜活化后细胞核和胞浆的同时表达,且2组之间的表达存在着显著性差异,一定程度体现了脾胃湿热证邪气亢盛与正气奋起抗邪以及脾气虚证正虚体弱不足以奋起抗邪的特点。从与hp感染的相关性来看,胃黏膜炎症程度和活动度以及hsp70、nfκb及其炎症因子il8表达均与hp感染程度呈一定的正相关;但tnfα表达与hp感染程度未见明显相关性,是否与tnfα体内效应呈表达量依赖性有关,尚待进一步的探讨。

上述研究初步提示,慢性胃炎脾胃湿热证的发生与hsp70和nfκb及其炎症通路相关;相对而言,hp阳性脾胃湿热证患者的炎症反应最为明显;具有胃黏膜保护作用的hsp70可能部分体现了机体正气的作用,而nfκb及其下游炎症因子则可能部分体现了体内邪气的力量。根据hp的致病性、hsp70本身的特点及其在本研究病例中医证候的表达,结合前期的相关研究,本研究进一步提出hp可能属中医“湿热邪气”,而hsp70可能属“正气”范畴的观点;并初步认为hsp70与nfκb及其下游炎症因子在胃黏膜的过表达可能部分体现了慢性胃炎脾胃湿热证“邪正交争”的亢奋状态;相比之下,慢性胃炎脾胃湿热证hp阳性患者“邪正交争”更为剧烈。

【参考文献】

[1]choi s r, lee s a, kim y j, et al. role of heat shock proteins in gastric inflammation and ulcer healing[j]. j physiol pharmacol,2009,60(7):5.

[2]doqer f k, meteoqlu i, ozkara e, et al. expression of nfkappa b in helicobacter pylori infection[j]. dig dis sci,2006,51(12):2306.

[3]中华医学会消化病学学会. 全国慢性胃炎研讨会共识意见[j]. 中华消化杂志,2000,20(3):199.

[4]国家食品药品安全监督管理局.中药新药临床研究指导原则(试行) [s]. 北京:中国医药科技出版社,2002:362,371.

[5]中华医学会消化病学分会. 幽门螺杆菌共识意见[j]. 中华消化杂志,2004,24(2):126.

[6]ding s z, goldberg j b, hatakeyama m. helicobacter pylori infection, oncogenic pathways and epigenetic mechanisms in gastric carcinogenesis[j]. future oncol,2010,6(5):851.

[7]yanai a, maeda s, shibata w,et al. activation of ikappab kinase and nfkappab is essential for helicobacter pyloriinduced chronic gastritis in mongolian gerbils[j]. infect immun, 2008,76(2):781.

[8]kim s y, lee y c, kim h k, et al. helicobacter pylori caga transfection of gastric epithelial cells induces interleukin8[j]. cell microbiol, 2006,8(1):97.

[9]yi p, li g c, liu s h, et al. effect of xiaokuiling prescription on the expression of hsp72, hsp b in gastric mucosa of patients with helicobacter pyloriassociated duodenal ulcer[j]. j tongji med univ, 2001,21(4):310.

[10]dokladny k, lobb r, wharton w, et al. lpsinduced cytokine levels are repressed by elevated expression of hsp70 in rats: possible role of nfkappa b[j]. cell stress and chaperones, 2010,15(2):153.

热休克蛋白范文第4篇

[主题词] 电针;心脏外科手术;热休克蛋白质类/代谢;RNA,信使/代谢

Effects of Electroacupuncture on Myocardial Cellular HSP70mRNA Gene Expression in Patients Undergoing Cardiac Surgery

Wang Xiangrui1,Zhang Tengfei2,Ma Shuliang1,et al(1. Renji Hospital Affiliated to Shanghai Second Medical University,Shanghai 200127;2. Teaching and Research Section of Biochemistry,Shanghai Second Medical University)

[Abstract] Purpose To observe the effect of electroacupuncture on myocardial cellular HSP70mRNA gene expression in patients undergoing cardiac surgery(ASD).Methods 28 ASD patients were randomly divided into 3 groups,i,e,acupuncture anesthesia group(groupⅠ,n=6),acupuncture combined with general anesthesia group(group Ⅱ,n=10) and general anesthesia group(groupⅢ,n=9).The sample from left atrium at 10 min before CPB,stopping CPB,30 min and 1 h after stopping CPB.Extration of total RNA from myocardial tissue using Reagent Kit.The concentration of mRNA was measured through RTPCR and CKMB was detected.Results After CPB CKMB in the three groups was significantly higher than the value of 10 min before CPB,and CKMB in the group Ⅲ was remarkedly higher than the group Ⅰ and Ⅱ;HSP70mRNA expression was found to be higher in the group Ⅰ than that of group Ⅲ at 30 min and 1 h after stopping CPB.Conclusion Electroacupuncture can induce the expression of HSP70mRNA in ischemic myocardial tissue of patients undergoing cardiac surgery.

[Key words] Electroacupuncture;Heart Surgery;RNA,Massenger/metab;HeatShock Proteins/metab;Myocardium/metab

体外循环心脏手术术后并发症的发生率与术中心肌缺血、缺氧的保护有明显关系[1]。除采用低温、不同成份灌注液的冠脉灌注等方法外,近年发现机体有自身的保护机制,心肌缺血、缺氧后诱导心肌内应激蛋白增加,从而增强机体抗御缺血的能力。笔者发现针刺麻醉病人术后恢复快,并发症少。为探讨针刺对心脏功能的调节作用[2],本文观察针刺对心脏手术病人心肌细胞热休克蛋白mRNA基因表达的影响,初步分析两者之间的相互关系。

1 资料和方法

1.1 一般资料

随机选择房间隔缺损修补术(ASD)28例,分针麻组(组 Ⅰ)6例,男 女各3例,年龄26.0±5.3岁;针刺加全麻组(组 Ⅱ)10例,男4例,女6例,年龄27.1±7.4 岁;全麻组(组 Ⅲ)9例,男5例,女4例,年龄26.8±5.4岁。各组病人术前心功能 Ⅰ ~Ⅱ级。

1.2 麻醉方法

针刺穴位取双侧内关、列缺、云门,进针后接G 6805针麻刺激仪,脉冲频率为3~4 Hz,电流量以病人舒适为度,诱导时间20~30 min,体外循环肝素化时,留针停止刺激,待鱼精蛋白中和肝素后恢复刺激。

全麻组病人术前用药为肌注苯巴比妥钠0.1 g,哌替啶50 mg,东莨菪碱0.3 mg,麻醉诱导安定0.1 mg/kg,维库溴铵0.25 mg/kg,依托咪酯0.2 mg/kg,芬太尼5 μg/kg,麻醉维持吸入异氟醚,间断静注芬太尼和维库溴铵。

1.3 标本采集

上腔静脉插管前(转流前10 min),停心肺转流机和停机后30 min,1 h分别自右心耳剪下1 mm×1 mm×1 mm标本。体外循环机最大转速4 L/min,最低温度针麻组26.02±0.12 ℃,针刺加全麻组23.41±1.52 ℃,全麻组 22.92±1.65 ℃。

1.4 HSP70mRNA的分离提取

应用Reagent抽取组织总RNA,通过匀浆化、分离、洗涤、溶解、沉淀分离总RNA,紫外分光光度仪测定RNA浓度,加入随机引物和探针,经RTPCR扩增后,溴芬兰染色在0.8%胶走电泳,以123 Mark标记分子量。显色后斑点杂交膜用密度扫描仪(岛津CS920型)对HSP70mRNA进行定量。

1.5 心肌酶谱CKMB测定

自右颈内静脉导管抽取近右心房处血标本,采用日立7150全自动分析仪测定肌酸磷酸激酶同功酶(CKMB)。

1.6 术后并发症发生率

术后低血压、循环功能不稳定者所应用血管活性药物发生率和每人平均用量;神经系统并发症,包括脑栓塞、脑出血、意识功能障碍;肾功能不全监测、少尿、无尿及术中知晓发生率。

1.7 统计学处理

各时点数据用均数±标准差表示。各数值输入SAS软件进行统计学处理。组内各数据采用配对t检验,组间各数据采用方差分析。

2 结果

2.1 3组病人体外循环转流前后CKMB的变化

3组病人停转流和转流后1 h CKMB均较转流前明显增高(P

2.2 3组HSP70mRNA含量的比较

通过斑点切迹杂交显色,可见针刺组HSP70mRNA表达高于对照组,斑点切迹经薄层扫描仪定量,其密度值见表2。

2.3 CKMB与HSP70mRNA含量之间的关系

停转流1 h时,组ⅠHSP70mRNA增高39.7%, CKMB增高272.7%,组ⅢHSP70mRNA增高10.3%,CKMB增高696.6%,HSP70mRNA基因表达率增加与CKMB增加的幅度相关,HSP70mRNA明显增加,CKMB的增幅明显下降。

2.4 术后并发症发生率

组Ⅲ术后1天循环功能不稳定需用血管活性药物5例,占总数31.0%;神经意识障碍、脑栓塞2例,占14.4%;平均术后恢复天数5.41±0.82天,均明显高于组Ⅰ和组Ⅱ(P

3 讨论

当机体受到应激因子刺激,组织细胞可产生应激蛋白,对机体产生自身保护作用,热休克蛋白属一类应激蛋白,包括HSP90,HSP70,HSP60和HSP27等类型,参与组织蛋白质折叠和复合物的形成[3]。

近年对HSP70的研究较为详细,HSP70家族至少包括4种同分异构体,HSP75,78为葡萄糖调节蛋白,前者存在于线粒体,后者存在于肌浆网,HSP为存在于胞浆中的非应激蛋白,HSP72在非应激状态下不存在于细胞中,而在各种引起细胞蛋白损伤因素(缺血、热、缺氧、代谢抑制、乙醇、蛋白变性等)存在时迅速合成。减轻心肌缺血再灌注损伤,提高缺血后心脏的机械功能,有利于ATP的保存和保护线粒体功能[4],心功能的恢复与HSPmRNA表达和HSP70的含量有关[5]。

心肌缺血再灌注损伤的主要原因之一是氧自由基产生,损伤细胞膜,破坏细胞核和核糖蛋白,抑制细胞酶系统,影响细胞功能[6,7]。热休克蛋白能减少氧自由基释放,稳定细胞膜和溶酶体膜,防止蛋白质变性,减轻心肌的缺血再灌注损伤。

本研究结果表明针麻组和针刺加全麻组停心肺转流和停转流后1 h HSP70mRNA基因和HSP70含量高于单纯全麻组病人。因而针刺对心肌细胞热休克蛋白mRNA基因表达有一定的增强作用。分析3组病例热休克蛋白mRNA基因表达与反映心肌缺血酶指标之间的关系可见,针刺组和针刺加全麻组,转流后热休克蛋白mRNA表达高于全麻组,而CKMB指标的增高幅度则小于全麻组,表明针刺对心脏手术病人的心肌缺血有一定保护作用。其中增强术中热休克蛋白的基因表达,减少氧自由基生成可能是针刺增加心肌对缺血心肌的保护作用机制之一。在心脏外科领域,如能通过不同方法诱导心肌HSP70mRNA的表达,对于减轻心肌的缺血再灌注损伤,改善心脏手术的预后具有一定的临床意义。

术后并发症的统计表明,全麻组术后2天以内,由于循环功能不稳定者需用血管活性药物占31.0%,精神神经系统并发症占14.4%,全麻辅助针刺和针麻病人术后均未应用血管活性药物,未见神经系统并发症。虽然针麻体外循环病人转流中最低温度较其它两组要高,但术中心脏全部自动复跳,明显高于全麻组病人,表明针刺有助于减轻全麻药对循环系统的抑制作用,通过内在的调节机制增强心肌对缺血缺氧的耐受性。

4 参考文献

1 Robers AJ.Perioperative Myocardial Infarction:Changes in Left Ventricular Performance Related to Coronary Artery Bypass Graft Sugery.Ann Thorac Surg,1983;35:208

2 王祥瑞,杭燕南,孙大金,等.针刺下心脏手术患者血流动力学的变化.中国针灸,1999;19(10):628

3 Ang D,Liberek,K.Skowyral D,et al.Bioloigical Role and Regulation of the Universally Conserved Heat Shock Protein.J Biol Chem,1991;266:24233

4 Yellon DM,Pasini E,Cargnoni A,et al.The Protector Role of Heat Stress in the Ischemic and Reperfused Rabbit Myocardium.J Mol Cell Cardiol,1992;24:895

5 Hutter M,Sievers RF,Barbosa V,et al.Heatshock Protein Induction in Rat Heat.A Direct Correlation Between the Amonut of HeatShock Protein Induced and the Degree of Myocardial Protection.Circulation,1994;89:355

6 Lucchesi BR.Myocardial Ischemia,Reperfusion,and Free Radical Injury.Am J Cardiol,1990;65:141

热休克蛋白范文第5篇

【摘要】 目的 通过槲皮素灌胃阻断热休克蛋白(HSP)70表达,观察艾灸预处理对大鼠急性胃黏膜损伤指数及细胞凋亡的影响,以进一步探明艾灸的细胞保护作用及其与HSP70的关系。方法 40只大鼠随机分为捆绑对照组(A组)、模型组(B组)、艾灸+模型组(C组)、槲皮素+艾灸+模型组(D组)、槲皮素+模型组(E组)。D、E组每日采用槲皮素灌胃。C、D组每日艾灸足三里、梁门,以上处理共8 d。第9日,B、C、D、E组均采用无水乙醇灌胃制作大鼠急性胃黏膜损伤模型。采用western-blot方法检测胃黏膜HSP70蛋白表达;TUNEL法检测胃黏膜细胞凋亡指数(AI)。结果 与A组比较,模型组大鼠胃黏膜AI明显增高(P<0.05),胃黏膜HSP70表达升高(P<0.01)。与B组相比,C组大鼠AI明显降低(P<0.05),HSP70表达显著升高(P<0.01);D组大鼠胃黏膜AI值明显增加(P<0.01),HSP70表达未见上调。与C组相比,D组大鼠胃黏膜AI值升高明显(P<0.01),HSP70表达明显下调。结论 艾灸预处理上调胃黏膜HSP70表达,急性病胃黏膜损伤所致的细胞凋亡被抑制。槲皮素阻断HSP70合成后,艾灸预处理抑制急性胃黏膜损伤细胞凋亡的作用被取消,证明艾灸预处理对胃黏膜的保护作用确与艾灸上调HSP70表达有关。

【关键词】 槲皮素;艾灸;热休克蛋白;细胞凋亡;大鼠

Abstract:Objective To observe the effects of pre-moxibustion on gastric mucosal ulcer apoptosis index (AI) and cell apoptosis in acute gastric mucosal injuring rats by perfusing quercetin into the stomach to blocking HSP70 expression, to further prove up the cell protecting effect of moxibustion and its connection with HSP 70. Methods Forty healthy Wistar rats were randomly assigned to group A (binding control), group B (model), group C (moxibustion + model), group D (quercetin + moxibustion + model), and group E (quercetin + model). Quercetin was given by gavage in group D and E, and moxibustion at Zusanli and Liangmen acupoint in group C and D every day for 8 days. At the ninth day, acute gastric mucosal injuring model was made by ethanol in group B, C, D and E. AI was checked by TUNEL method, and HSP70 by western-blot method in gastric mucosa of all groups. Results Compared with group A, the value of AI was increased obviously (P<0.05), and HSP70 expression of gastric mucosa was up-regulated in group B(P<0.01). Compared with group B, the value of AI was reduced obviously (P<0.05) and HSP70 expression of gastric mucosa was up-regulated obviously in group C (P<0.01). The value of AI was increased obviously in group D (P<0.01), but HSP70 expression of gastric mucosa has no change. Compared with group C, the values of AI was raised obviously, but HSP70 expression of gastric mucosa was down-regulated markedly in group D. Conclusion While HSP70 expression of gastric mucosa was up-regulated by treatment with pre-moxibustion, the cell apoptosis was suppressed in acute gastric mucosal injuring rats. But after HSP70 expression was blocked by quercetin, the effect of restraining the cell apoptosis with pre-moxibustion was canceled. This study certificates that pre-moxibustion has the gastric mucosal protecting efficacy, and the effect is related with up-regulation of HSP70 expression.

Key words:quercetin;moxibustion;HSP70;cell apoptosis;rat

以往的实验研究已经表明,艾灸可以上调大鼠胃黏膜热休克蛋白(HSP)70表达,从而达到保护胃黏膜、抑制胃黏膜细胞凋亡的目的。为了进一步明确艾灸的预保护作用与HSP70的关系,本实验采用槲皮素灌胃阻断HSP70表达后,观察了艾灸预处理对急性胃黏膜损伤大鼠胃黏膜损伤程度、细胞凋亡及HSP70表达的变化。

1 实验材料

1.1 动物

健康Wistar大鼠40只,雌雄各半,体质量220~250 g,月龄3~4月,河南实验动物中心提供,合格证号:scxk(豫)2005-0001。

1.2 仪器与试药

艾条为南阳市卧龙汉医艾绒厂生产的“天然华佗念盈艾条”(型号:mg-454,规格:18 mm×200 mm)。兔抗大鼠(HSP70)多克隆抗体(北京中杉金桥生物技术有限公司);槲皮素(Sigma),细胞凋亡试剂盒(德国ROCHE公司),细胞及组织总蛋白抽提试剂盒(KangChen,KC-415);BCA蛋白质定量试剂盒(KangChen, KC-430);KC·化学发光试剂盒(KangChen, KC-420)。石蜡切片机(美国820型AO切片机);DHG-9246A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司);MIAS医学图像分析系统(北京航空航天大学)。低温离心机(上海安亭科学医学仪器厂);电泳仪(北京六一仪器厂);磁力搅拌器(太仓华美生化仪器厂);扫描仪(上海天能仪器有限公司);图像分析软件Image J。

2 实验方法

2.1 分组

40只大鼠按随机数字表法分为5组。捆绑组(A组)、模型组(B组)、艾灸+模型组(C组)、槲皮素+艾灸+模型组(D组)、槲皮素+模型组(E组),每组8只。

2.2 动物穴位定位及艾灸方法

参考文献[1]常用动物穴位定位法及拟人对照法定位。足三里:膝关节后外侧,腓骨小头下约5 mm处。梁门:以胸骨柄上缘至外生殖器连线的上3/4与下1/4交界处为肚脐,胸剑联合到肚脐连线中点旁开至锁骨中线中点处。取大鼠单侧足三里、梁门,每日左右交替艾灸。将大鼠捆缚于鼠板,C、D组大鼠取单侧穴位,定位剪毛,将艾条固定于自制艾灸支架上,使艾灸垂直对准大鼠穴位或者非穴对照点,距离约0.5 cm,点燃施灸,局部温度维持在43 ℃左右,每日每穴艾灸约30 min。各组每日处理后松绑,回笼正常饲养,连续处理8 d。

2.3 造模

采用无水乙醇灌胃法制作大鼠急性胃黏膜损伤模型[2]:大鼠禁食24 h后,用灌胃针将无水乙醇注入大鼠胃腔内,注入剂量为0.6 mL/100 g,造模时间2 h。

2.4 给药

D、E组大鼠每日早晚以槲皮素灌胃2次,每次灌胃量为100 mg/kg,连续灌胃8 d。

步骤:A、B、E组大鼠每日捆绑约30 min,不艾灸,E组捆绑后槲皮素灌胃1次;C、D组捆绑后艾灸足三里、梁门约30 min,D组艾灸后槲皮素灌胃,以上连续处理8 d。第8日处理完毕后松绑回笼,禁食不禁水。第9日,B、C、D、E组大鼠均以无水乙醇灌胃2 h造成急性胃黏膜损伤模型,A组大鼠同时以等量蒸馏水灌胃。造模后每组随机抽取4只大鼠准备摘取全胃。取胃前,先将幽门部用线结扎,然后用注射器抽取4%多聚甲醛3 mL,自食道注入胃内,拔出针头,结扎贲门。在两结扎线的两端切断食道及十二指肠,摘下全胃,10 min后沿胃大弯剖开,用冰生理盐水冲洗,计算胃黏膜损伤指数(UI)。然后取胃窦部组织一小块(约5 mm×10 mm),放入4%多聚甲醛中4 ℃固定24 h,石蜡包埋,供细胞凋亡检测。剩余每组4只大鼠,于取胃前,将幽门和贲门部结扎,在两结扎线的两端切断食道及十二指肠,摘下全胃。用冰生理盐水冲洗干净,取胃窦部组织一小块(约5 mm×10 mm),迅速装入冻存管中入液氮罐,用于检测HSP70表达。

2.5 指标检测

2.5.1 热休克蛋白70蛋白表达测定

采用western-blot方法检测。①取冻存胃窦组织放入管中,加入预冷的含抑制剂的蛋白质抽提试剂,匀浆,离心15 min;②配置BCA工作液。分别吸25 μL标准品和2.5 μL待测样品至微孔板对应孔中,并加入22.5 μL稀释液;③SDS-PAGE电泳:制备分离胶(pH 8.8)和积层胶(pH 6.8),加入电泳缓冲液,上样,电泳;④蛋白质转移:以吸水纸-滤纸-凝胶-PVDF膜-滤纸-吸水纸的顺序装配于转移装置上。30 mA恒流条件下,4 ℃转移过夜;⑤膜在5% BSA溶液中室温孵育1 h以封闭膜上的非特异结合。KC·化学发光试剂盒中2种试剂等比例混合为反应液。将膜置于反应液中室温孵育5 min,去除过量的溶液,将膜夹在两塑料薄膜之间,以X光胶片曝光。每张膜上做1种目的蛋白和相应的内参蛋白。图片扫描保存为电脑文件,并用Image J分析软件将图片上每个特异条带灰度值数字化,将目的蛋白的灰度值除以内参B-actin的灰度值以校正误差,其比值(相对灰度值)作为检测指标单位。

2.5.2 细胞凋亡测定

采用TUNEL(原位末端标记法)法检测细胞凋亡。组织切片按照常规方法进行脱蜡及水合,其余步骤按照TUNEL细胞凋亡检测试剂盒说明进行:滴加末端转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)反应液60 min, PBS洗3次,每次5 min;滴加Anti-fluorescein antibody工作液30 min,DAB显色,苏木精复染后漂洗脱水。细胞核中出现棕黄色颗粒为阳性细胞(凋亡细胞)。采用IMS医学图像分析系统(上海申腾信息技术有限公司),光镜下(10×40倍)随机选5个视野,每个视野观察100个细胞,计数阳性细胞数,计算凋亡指数(apoptotic index,AI)=阳性细胞数/观察细胞总数×100%。

3 统计学方法

所有数据用x±s表示,并进行正态性检验。符合正态分布者,多组计量资料采用方差分析,方差齐者用LSD和SNK法,方差不齐者用Tamhane’s T2或Dunnett’s T3法;不符合正态分布者采用多个独立样本比较的秩和检验(K Independent Samples)。所有数据使用SPSS11.5 for Windows软件进行处理。

4 结果

(见表1)表1 各组大鼠AI值及HSP70表达比较(略)注:与A组比较,P<0.05,P<0.01;与B组比较,P<0.05, P<0.01;与C组比较,P<0.05,P<0.01

5 讨论

HSPs是生物体(或离体培养细胞)在不良环境因素作用下所产生的一组具有高度保守性的应激蛋白,它普遍存在于整个生物界,几乎所有的细胞均能合成HSPs。大多数HSPs因环境改变而被诱导。如热损伤、缺血、氧化应激、射线、组织损伤、病毒、细菌以及某些化学物质如乙醇、亚砷酸钠等[3]。根据其分子量及等电点不同将HSPs分成5大类(或家族):低分子量HSPs家族、中等分子量HSPs家族、HSP70家族、HSP90家族等。其中HSP70家族是研究最为深入的一种。机体细胞在受到各种应激,如高热、氧化等有害应激时,产生的HSP70可以增强细胞对损害的耐受程度,维持细胞的正常功能代谢,提高细胞在应激状态下的生存率。如将培养细胞置于中等温度下诱导HSP70合成,能避免高温应激时的细胞畸变。进一步试验证明,不同类型的细胞和物种经热诱导合成HSPs后能提高其在高温应激下的生存率[4-5],此即为HSPs的细胞保护作用。

现有资料表明,HSP70可从以下几方面发挥其细胞保护作用:①提高细胞对应激原的耐受性。②分子伴侣作用(Molecular chaperones):HSP70作为主要的分子伴侣蛋白,与新生、未折叠、错折叠或聚集的蛋白质相结舍,减少产生不溶性聚集物的危险性,促进某些变性蛋白的降解和清除,以维护细胞功能。③抗细胞凋亡作用[6]:阻断或抑制HSPs诱导细胞凋亡,而HSPs的高表达则能发挥细胞保护作用,抑制细胞凋亡。④抗氧化antioxidition)作用:HSP70通过抑制氧自由基的产生,清除氧自由基,释放和增加内源性过氧化物酶(SOD)水平,实现细胞保护作用[7]。此外,HSP70在参与机体免疫、抗肿瘤、细胞周期调控、胚胎形成的细胞分化和胚胎发育过程中也扮演重要角色。

在正常胃组织中可检测到HSPs的少量表达,但在应激条件下,胃黏膜可出现大量HSP表达[8]。胃黏膜经常受到食物、乙醇、病原体等因素的刺激,细胞应激诱发凋亡,依照细胞适应性保护原则,胃黏膜上皮细胞能积极调整保护机制,促进HSP合成,减轻应激损伤[9]。已有多项研究表明,HSPs可以防止应激性溃疡的发生[10-l1],并对高热、缺血再灌注、氧化应激和化学毒物等因素引起的受损胃黏膜细胞有促进功能恢复的作用。HSP70作为分子伴侣在胃黏膜应激反应中能保护线粒体并减少应激引起的细胞内蛋白质变性和聚集,减少细胞凋亡[12-14]。

现代医学多采用短暂的缺血、缺氧、高温等物理化学的预处理方法来启动机体内源性保护机制[15-17],以加强机体对随后疾病的抵抗与耐受力。但上述这些预处理方法的安全性及可操作性尚存争议,因此其临床应用受到限制。近年将针灸作为一种“预处理”的方法,来研究其“预适应”作用的报道逐渐增多,并提出“穴位针刺预处理”[18]、“针灸预处理”、“针灸良性预应激”[19]等概念。经过大量实验和临床研究显示,针灸预处理对心、脑、胃肠、脊髓等部位缺血缺氧有良好的保护作用。大量文献提示,针灸预处理的细胞保护作用与HSP密切相关[20-25],故人们认为,如果通过针灸预处理的手段,诱导HSPs等生物活性物质产生,启动内源性保护体系,提高机体防御疾病能力,对于推动中医药学乃至生物学发展具有重要意义。

笔者所在课题组曾报道艾灸对胃黏膜细胞的损伤修复具有良好的细胞保护作用,如艾灸足三里、梁门能降低应激性溃疡,胃黏膜丙二醛(MAD)和内皮素(ET)含量,对受损胃黏膜出现抗氧化损伤作用;抑制胃黏膜细胞凋亡,刺激胃黏膜上皮细胞增殖与修复。而以上作用均与艾灸上调应激性溃疡大鼠胃黏膜细胞HSP70蛋白其及基因表达有一定关系[7,25-28]。为了确认HSPs与细胞保护作用之间的关系,常采用基因敲除或蛋白质合成阻断方法来验证两者之间关系。槲皮素(quercetin)因其具有抑制HSP转录与翻译的特点已被广泛应用于HSP的研究中[29-31]。如姜氏等[32]发现腹腔注射锌离子可诱导大鼠视网膜HSP72表达,而对照组注射槲皮素后HSP72呈阴性表达,且实验组凋亡细胞少于实验对照组,表明通过诱导HSP72可减轻病理性细胞凋亡的发生。因HSP70对肿瘤细胞也具有保护作用,故也有人采用槲皮素特异性抑制肿瘤细胞HSP70的表达来诱导肿瘤细胞凋亡[33]。

实验表明,适当剂量的槲皮素灌胃可抑制胃黏膜细胞HSP合成,但不会对大鼠产生毒性作用[34]。为了进一步验证艾灸的预保护作用与HSP70的关系,本实验采用槲皮素灌胃方法阻断HSP70合成后,观察了艾灸预处理对急性胃黏膜损伤大鼠胃黏膜损伤程度,HSP70表达及细胞凋亡的影响。实验结果表明,D组大鼠HSP70含量明显低于C组(P<0.01),接近于B组和A组(P>0.05),说明槲皮素确实阻断了急性胃黏膜损伤大鼠胃黏膜HSP70的合成。同时,D组大鼠UI和AI均明显高于C组。这表明槲皮素阻断HSP70的合成后,艾灸预处理对急性胃黏膜损伤的保护作用也随之减弱,表现为胃黏膜损伤加剧和细胞凋亡增多。由此再一次证明,艾灸预处理对胃黏膜的保护作用确与艾灸上调HSP70表达有关,艾灸作为激发机体内源性保护机制的有效手段,其作用机制的分子生物学基础与HSP70的表达是分不开的。

参考文献

[1] 李忠仁.常用实验动物针灸穴位图[M].北京:中国中医药出版社,2007. 314-329.

[2] Takano H, Satoh M, Shimada A, et al. Cytoprotection by metallothionein against gastroduodenal mucosal injury caused by ethanol in mice[J]. Lab Invest,2000,80(3):371-377.

[3] Maio AD. Heat Shock Proteins:facts,thoughts,and dreams[J]. Shock,1999,l1(1):1-12.

[4] Santoro G. Heat shock factors and the control of the stress response[J]. Biochem Pharmacol,2000,59(1):55-63.

[5] 袁志强,彭毅志.热休克蛋白70与细胞保护[J].国外医学·临床生物化学与检验学分册,2002,23(5):287-288.

[6] 于 枫,张 达,田文儒.热休克蛋白70与细胞凋亡[J].黑龙江畜牧兽医, 2005,(1O):84-85.

[7] 常小荣,彭 娜,易受乡,等.艾灸足三里和梁门穴诱导热休克蛋白70抗大鼠胃黏膜氧化损伤作用[J].世界华人消化杂志,2006,14(35):3405-3408.

[8] 向廷秀,王丕农.热休克蛋白在胃溃疡中的表达及意义[J].世界华人消化杂志,2003,ll(5):628-630.

[9] 刘玮丽,姒健敏.热休克蛋白在胃肠疾病中的研究进展[J].中华内科杂志,2004,43(1):7l-73.

[10] Mizushima T, Tsutsumi S, Rokutan K, et al. Supression of ethanol-induced apoptosis DNA fragmentation by geranylgeranylacetone in cultured guinea pig gastric mucosal cells[J]. Dig Dis Sci,1999, 44:510-514.

[11] Itoh YH, Noguehi R. Pre-treatment with mild whole body heating prevents gastric ulcer induced by restraint and water-immersion stres in rats[J]. Int J Hyperthermia,2000,l6(2):183-19l.

[12] Tsukimi Y, Okabe S. Recent advances in gastrointestinal pathophysiology:role of heat shock proteins in mucosal defense and ulcer healing[J]. Biol pharm Bull,2001,24:1-9.

[13] 陈国裕,王志荣,陈锡美.热休克蛋白在胃黏膜保护中的作用[J].世界华人消化杂志,2002,10(8):969-997.

[14] Rokutan K. Role of heat shock proteins in gastric mucosal protection[J]. J Gastroenterol Hepatol,2005,15(Suppl):D12-19.

[15] J Moncayo, GR de Freitas, J Bogousslavsky, et al. Do transient ischemic attacks have a neuroprotective effect[J]. Neurology, 2000,54(11):2089-2094.

[16] 李洪波,陈润芬,王长谦.间歇性低氧预处理对缺血心肌的促血管生成作用的实验研究[J].中国病理生理杂志,2004,20(1):103-108.

[17] 吕国蔚,崔秀玉,赵兰峰.低氧预适应的脑机制[J].中国应用生理学杂志,2004,20(1):98-102.

[18] 解秸萍,李晓泓.针灸预处理的作用规律及机理研究[J].中华中医药学刊,2007,25(2):398-402.

[19] 李晓泓.针灸“治未病”与“针灸良性预应激假说”[J].北京中医药大学学报,2001,26(3):82-85.

[20] 陈泽斌,王 华.大鼠穴位针刺预处理抗脑缺血再灌注损伤的作用[J].针刺研究,2003,28(3):165-169.

[21] Kobayashi K. Induction of heat-shock protein(hsp)by moxibustion[J]. Am J Chin Med,1995,23(3/4):327-330.

[22] 刘旭光,宋开源,郝 亮,等.艾灸对实验性RA大鼠热休克蛋白(HSP70)表达的影响[J].中医药学刊,2003,21(7):1034-1036.

[23] 王祥瑞,张腾飞,马曙亮.电针刺激对心脏手术病人心肌热休克蛋白mRNA基因表达的影响[J].中国针灸,2001,21(2):99-101.

[24] 王劲柏.刺血疗法对实验性脑缺血大鼠相关脑区HSP70mRNA的影响[J].中国中医急症,2008,(6):811-812.

[25] 易受乡,彭 艳,常小荣,等.艾灸足三里、梁门穴对应激性溃疡大鼠胃黏膜细胞凋亡的干预作用[J].世界华人消化杂志,2006,14(33):3163-3168.

[26] Shou-Xiang Yi, Yan Peng, Xiao-Rong Chang, et al. Effect of pre-moxibustion on apoptosis and proliferation of gastric mucosa cells[J]. World J Gastroenterol,2007,13(15):2174-2178.

[27] Xiao-Rong Chang, La Peng, Shou-Xiang Yi, et al. Association of high expression in rat gastric mucosal heat shock protein 70 induced by moxibustion pretreatment with protection against stress injury[J]. World J Gastroenterol,2007,13(32):4355-4359.

[28] 常小荣.彭 娜,易受乡,等.艾灸预处理对应激性溃疡大鼠胃黏膜HSP70蛋白及mRNA表达的影响[J].世界华人消化杂志,2006,14(13):13-15.

[29] Nakanoma T, M Ueno, M Iida, et al. Effects of quercetin on the heat-induced cytotoxicity of prostate cancer cells[J].Int J Urol, 2001,8:623-630.

[30] Nagai N, Nakai A, Nagata K, et al. Quercetin suppresses heat shock response by down regulation of HSF1[J]. Biochem Biophys Res Commun,1995,208:1099-1105.

[31] Mitsuhiro F, Masami N, Mickio M, et al. Synegistic cytotoxic effect of querecetin and heat treatment in a lymphoid cell line (OZ) with low HSP70 expression[J]. Leukemia Res,1997,21(2):139-143.

[32] 姜松梅,王钦玲,孙慧明,等.HSP72 在视网膜的表达及其对抗细胞凋亡作用的研究[J].山东大学耳鼻喉眼学报,2006,20(2):167-169.

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