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背景与目的:溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)主要侵及肠道的粘膜层和粘膜下层,以肠道细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)的降解和粘膜溃疡形成为主要病理特点。前期的研究表明,基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)在此过程中发挥重要作用,MMP-1的表达增加及TIMP-1的表达相对不足与UC的结肠组织损伤显著相关,可以作为评价UC临床病情的有用的生物学指标;MMPs的活性可被组织抑制因子(Tissue inhibitors of matrix metalloproteinases,TIMPs)所抑制,因此,能否应用外源性MMPs抑制剂(MMPs inhibitor,MMPI)替代治疗成为探索UC治疗的一条崭新的思路。本研究将MMPs的外源性特异性抑制剂GM6001(Ilomastat)应用于以三硝基苯磺酸(Trinitrobenzenesulfonic acid,TNBs)诱导的大鼠UC模型,分别在mRNA及蛋白水平检测MMP-1和TIMP-1在UC模型组、GM6001保护组和正常对照组的表达的变化以及组织病理学变化,了解外源性MMPI的保护作用,探讨GM6001治疗UC的有效性及可行性,为其今后应用于临床UC的治疗提供理论依据。方法:1、实验动物:6周龄SD大鼠(Sprague-Dawley),雄性,体重180-220g。2、动物分组:将大鼠随机分为四组,每组8只, UC模型组:仅予TNBs/乙醇混合液灌肠; GM6001保护A组:予TNBs/乙醇混合液灌肠,并予10mg/kgGM6001每日2次腹腔注射; GM6001保护B组:予TNBs/乙醇混合液灌肠,并予20mg/kgGM6001每日2次腹腔注射;正常对照组:予生理盐水灌肠。GM6001均于灌肠前30分钟给药。3、动物模型制备:将禁食48小时的大鼠经水合氯醛腹腔注射麻醉后,予100mg/kgTNBs与50%乙醇0.25ml混合液经肛门一次性注入。所有大鼠均于灌肠后三周处死。4、大鼠处死后取病变结肠作为组织标本,应用苏木素—伊红(HE)染色法观察结肠组织病理形态学变化;5、采用逆转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)对大鼠MMP-1、TIMP-1在mRNA水平的表达进行半定量测定。6、免疫组织化学SP染色法对大鼠MMP-1、TIMP-1蛋白水平的表达进行半定量测定。结果:1、光镜病理形态学观察(HE染色):(1)溃疡性结肠炎模型复制成功,UC模型组可见粘膜缺损,侵及粘膜层与粘膜下层,固有层有大量炎性细胞以中性粒细胞为主浸润,并可见淋巴细胞等,组织坏死明显。(2)GM6001保护A、B组与UC模型组相比较,结肠黏膜炎症程度明显减轻,中性粒细胞和淋巴细胞明显减少。保护A组与保护B组比较,发现保护B组的结肠粘膜损伤程度较A组减轻,可见血管增生,粘膜上皮再生覆盖溃疡面;由底部肉芽组织,瘢痕组织充填。2、RT-PCR及免疫组织化学染色法分析各组结肠组织中MMP-1、TIMP-1的基因和蛋白表达的变化(1)MMP-1、TIMP-1在UC模型组和GM6001保护组的表达较正常对照组明显增高(P<0.05), MMP-1的增高程度较TIMP-1更为明显;MMP-1在GM6001保护组的表达较UC模型组的表达明显降低(P<0.05);TIMP-1在GM6001保护组的表达和UC模型组相比较无统计学差异(P>0.05)。(2)MMP-1在GM6001保护B组的表达低于A组(P<0.05);TIMP-1在两组的表达比较无统计学差异(P>0.05)。结论:1、TNBs诱导的大鼠溃疡性结肠炎模型MMP-1和TIMP-1的表达明显增加,以前者增加程度更为显著。MMP-1和TIMP-1在UC的发病过程中起着重要的作用。2、GM6001通过下调MMP-1的表达减轻结肠粘膜损伤程度,对于TNBs诱导的溃疡性结肠炎具有保护作用。GM6001的保护作用呈剂量依赖性。MMPI有可能成为治疗溃疡性结肠炎的新手段。