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第一部分:二甲双胍对内毒素诱导的脓毒症心肌中炎症损伤的保护作用目的:探讨二甲双胍是否能够对内毒素诱导的脓毒症心肌炎症损伤起到保护作用以及是否与二甲双胍的剂量具有相关性。方法:雄性BALB/c小鼠48只,随机分为A(对照组)、B(二甲双胍组)组、C(脓毒症组)、D(脓毒症+二甲双胍100mg/kg组)、E(脓毒症+二甲双胍200mg/kg组)、F(脓毒症+二甲双胍400mg/kg组)六组,每组8只,A组、B组和C组分别予生理盐水、二甲双胍400mg/kg和LPS10mg/kg腹腔注射,D、E、F组在腹腔注射LPS10mg/kg的基础上,提前0.5小时分别予二甲双胍100mg/kg、200mg/kg和400mg/kg腹腔注射,建模18小时后处死小鼠。ELISA法检测血浆CK-MB和BNP浓度,取心肌组织提取蛋白,检测心肌组织MPO活性,TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子浓度,多聚甲醛固定小鼠心肌组织,石蜡包埋切片,HE染色镜下观察小鼠心肌组织病理变化。结果:1.LPS腹腔注射后小鼠血浆BNP和CK-MB较对照组显著升高,予二甲双胍100mg/kg、200mg/kg、400mg/kg分别腹腔注射干预后,各组小鼠血浆BNP和CK-MB均有明显下降,与LPS组相比较p<0.05,其中400mg/kg组下降最为明显。2.HE染色镜下观察发现对照组心肌组织清晰均匀,排列整齐,无明显炎症细胞浸润;腹腔注射LPS后,心肌组织出现明显的形态学改变,心肌纤维排列紊乱,心肌细胞水肿、变性,心肌细胞间隙明显增宽,组织间有大量炎细胞浸润;二甲双胍预处理组上述组织病理学异常有明显减轻,心肌内浸润炎症细胞计数和心肌纤维变性数明显下降,较LPS组有显著性差异p<0.05。3.LPS腹腔注射后小鼠心肌组织MPO活性较对照组显著升高,予二甲双胍400mg/kg腹腔注射干预后,小鼠心肌组织MPO活性有明显下降,与LPS组相比较p<0.05。4.LPS腹腔注射后小鼠心肌组织炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β浓度均较对照组显著升高,予二甲双胍400mg/kg腹腔注射干预后,小鼠心肌组织炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β浓度有明显下降,与LPS组相比较p<0.05。结论:1.二甲双胍可以显著降低脓毒症小鼠血浆CK-MB及BNP浓度,并且明显减轻心肌纤维排列紊乱,心肌细胞水肿、变性,心肌细胞间隙明显增宽等病理改变,心肌内浸润炎症细胞计数和心肌纤维变性数明显下降。提示二甲双胍可以减轻脓毒症小鼠心肌功能损伤,并且与剂量呈相关性。2.二甲双胍可以显著降低脓毒症小鼠血浆心肌组织MPO活性和TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子的浓度,提示二甲双胍可以明显减轻脓毒症小鼠心肌炎症反应,是其减轻脓毒症心肌功能损伤的重要机制。第二部分:二甲双胍减轻脓毒症心肌炎症损伤的信号转导机制目的:探讨二甲双胍是否是通过AMPK通路的调控实现其减轻脓毒症小鼠心肌炎症损伤的功能。方法:雄性BALB/c小鼠56只,随机分为A(对照组)、B(二甲双胍组)、C(AICAR组)组、D(脓毒症组)、E(脓毒症+AICAR组)、F(脓毒症+二甲双胍组)、G(脓毒症+二甲双胍+CC组)六组,每组8只。A组给与腹腔注射等量生理盐水,B组给与二甲双胍400mg/kg腹腔注射,C组给予二甲双胍激活剂AICAR30mg/kg腹腔注射,D、E、F、G组均给与LPS 10mg/kg腹腔注射建立脓毒症模型,并且E、F、G组在注射LPS半小时前分别给与AICAR30mg/kg、二甲双胍400mg/kg和(CC15mg/kg+二甲双胍400mg/kg)腹腔注射,建模18小时后处死小鼠。ELISA法检测血浆CK-MB和BNP浓度,取心肌组织提取蛋白,检测心肌组织MPO活性,TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子浓度。结果:1.单独予二甲双胍腹腔注射可以显著提高小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值,并且使用AMPK抑制剂CC后明显下降,p<0.05,提示二甲双胍可以提高小鼠心肌组织AMPK活性,并且可以被AMPK抑制剂CC所阻断。2.腹腔注射LPS可以显著升高小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值,p<0.05。予二甲双胍400mg/kg预干预后小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值进一步升高,相比LPS组有显著差异,p<0.05。加用AMPK抑制剂CC后脓毒症+二甲双胍+CC组小鼠p-AMPK/AMPK比值较脓毒症+二甲双胍组有所下降,p<0.05。提示脓毒症时小鼠心肌AMPK通路被激活,二甲双胍可以进一步激活AMPK通路,提高p-AMPK/AMPK比值,CC可以抑制这一效应。3.二甲双胍400mg/kg腹腔注射干预后,脓毒症+二甲双胍组小鼠血浆BNP和CK-MB均有明显下降,与脓毒症组相比较p<0.05。而脓毒症+二甲双胍+CC组小鼠血浆BNP和CK-MB较脓毒症+二甲双胍组明显升高,p<0.05;并且与脓毒症组小鼠比较无明显差异性。4.二甲双胍400mg/kg腹腔注射干预后,脓毒症+二甲双胍组小鼠心肌MPO活性和TNF-α浓度均有明显下降,与脓毒症组相比较p<0.05。而脓毒症+二甲双胍+CC组小鼠心肌MPO活性和TNF-α浓度较脓毒症+二甲双胍组明显升高,p<0.05;并且与脓毒症组小鼠比较无明显差异性。5.Western blot显示AICAR组小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值较对照组明显升高,p<0.05,提示AMPK激活剂AICAR可以激活小鼠心肌组织AMPK通路。LPS+AICAR组小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值较LPS组小鼠明显升高,p<0.05,提示AMPK激活剂AICAR可以进一步激活脓毒症小鼠心肌组织AMPK通路。6.LPS+AICAR组小鼠较LPS组小鼠心肌组织MPO活性、血浆CK-MB和BNP浓度均明显下降,p<0.05,提示AMPK激活剂AICAR显著降低脓毒症小鼠心肌炎症功能损伤。结论:1.二甲双胍可以激活小鼠心肌组织AMPK通路,提高p-AMPK/AMPK比值。脓毒症时小鼠心肌AMPK通路被激活,二甲双胍可以进一步激活AMPK通路,提高p-AMPK/AMPK比值,CC可以抑制这一效应。2.二甲双胍腹腔注射可以显著降低脓毒症小鼠血浆CK-MB和BNP浓度,显著降低小鼠心肌组织MPO活性和炎症因子浓度,这一效应可以被AMPK抑制剂CC所抑制。3.AMPK激活剂AICAR腹腔注射可以显著提升小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值,并且可以进一步提高脓毒症小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK比值,并相应的可以减轻脓毒症小鼠心肌组织MPO活性、血浆CK-MB和BNP浓度,说明激活AMPK通路可以有效的减轻脓毒症小鼠心肌炎症损伤。4.综上实验结果,证实二甲双胍是通过AMPK通路实现减轻脓毒症小鼠心肌炎症损伤的效应的。