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目的:肝脏具有很强的再生能力。大鼠肝切除70%后,残余肝在数小时内启动再生过程,并于术后7天左右的时间完全修复缺失肝组织。肝再生是一个非常复杂的过程,目前对再生机制的研究仍不十分清楚。解偶联蛋白2(uncoupling protein 2,UCP2)是线粒体内膜上的质子通道,广泛分布于啮齿类动物各组织器官中。UCP2被激活时能引发质子漏,质子经UCP2渗漏回基质,使氧化磷酸化部分解耦联;适时降低线粒体膜电位,减少过量ROS的产生。因此,UCP2对细胞能量代谢及ROS产生具有调节作用。已知正常肝实质细胞不表达UCP2,但肝部分切除或肝毒剂损伤肝脏后导致肝再生时,再生肝实质细胞UCP2表达却显著增加。UCP2在再生肝内高表达有何意义目前还不十分清楚。本研究通过制备大鼠肝再生模型,动态监测肝再生过程中UCP2的表达;探讨UCP2表达与肝细胞增殖、肝细胞功能的相关性,能进一步认识肝脏生理活动的规律和肝再生的调控机制;为临床肝损伤、部分切除甚至移植等肝损伤与再生的应用提供重要的实验依据。方法:本研究选用健康雄性Wistar大鼠,体重180±20g,随机分为假手术组(SH)和肝切组(PH),肝切组大鼠根据术后的不同时间点又分为24h,48h,72h,96h四组,每组5只。按Higgins和Anderson方法,将禁食12 h后大鼠行70%肝部分切除术,术后自由摄食饮水。假手术组大鼠只行开腹手术,不实行肝切。手术后在上述不同时间点称量大鼠体重;断头取血,血清标本4℃保存备用;称取新鲜肝组织0.5g,用于丙二醛(malondialdehyde,MDA)、转氨酶等生化指标检测;并提取肝线粒体测定膜电位、UCP2表达。另取部分肝组织,经10%中性福尔马林固定,用于形态和免疫组织化学检测。结果:1.再生肝的重量及组织形态学改变与假手术组比较,术后24h肝重与体重比值显著降低(P < 0.05)。48h、72h比值逐渐升高,至96h比值接近假手术组比值。HE染色显示,假手术组肝细胞核大小正常,罕见核分裂。肝切后24h和48h肝细胞增殖旺盛,核分裂显著增加,中央静脉扩张,其周围细胞松散;肝切96h肝细胞重构排列成索状,偶见核分裂,肝脏处于再生末期。2.再生肝血清转氨酶、白蛋白改变肝切后24h大鼠血清转氨酶急剧增高,谷草转氨酶(AST)达到假手术组的3倍左右(P < 0.05),而谷丙转氨酶(ALT)达到假手术组6倍左右(P < 0.001),至72h和96h已经恢复到假手术组水平值。肝切后24h大鼠血清白蛋白含量较假手术组明显降低(P < 0.05),48h、72h逐渐升高,至96h恢复到假手术组水平。3.再生肝组织内MDA含量的改变肝切后24h时肝组织的MDA含量升高,是假手术组7倍左右(P < 0.05),48、72h下降,96h时MDA含量仍略高于假手术组。4.再生肝UCP2的表达变化假手术组肝实质细胞内几乎不表达UCP2蛋白。在肝切术后24h表达最多,呈强阳性,48、72h表达下降,至肝切术后96h仅有少量弱表达。Western blot检测与免疫组化结果一致,肝切术后24h时UCP2蛋白水平明显高于假手术组(P < 0.001)。肝切48小时比假手术组高(P < 0.05),肝切96小时UCP2表达接近假手术组。5.再生肝增殖细胞核抗原的表达变化PCNA阳性细胞统计显示,肝切术后24h肝细胞PCNA强阳性表达,为假手术组13倍(P < 0.05)。随后下降,肝切术后48h组为假手术组的8倍(P < 0.05),到肝切术后96h较少表达。6.再生肝细胞线粒体膜电位和肝组织内ATP含量的变化各时间点的再生肝线粒体膜电位均高于假手术组,肝切24h组均值为211.19mv,和其它组比较均有显著差异(P < 0.001);肝切术后48h膜电位均值为187.1mv,仍高于对照组(P < 0.01)。肝切术后24h,加入GDP后线粒体膜电位明显下降,均值从211.19mv降到181.70mv(P < 0.01)。肝切术后24h肝组织内ATP含量最低,为假手术组的25%(P < 0.001),48、72h逐渐增高,到肝切96h已高于假手术组(P < 0.001)。7.再生肝UCP2表达与肝细胞增殖、线粒体膜电位相关性分析将UCP2表达与肝细胞增殖、线粒体膜电位做相关性分析可知,UCP2表达和肝细胞增殖、线粒体膜电位之间存在显著的正相关(P < 0.001,r=0.946;P < 0.001,r=0.813);肝细胞增殖和线粒体膜电位之间也存在显著的正相关(P < 0.001,r=0.843)。结论:1.肝部分切除导致肝功能下降,随肝的再生逐渐恢复。2.大鼠肝再生过程中24h肝细胞UCP2表达最多,随肝的再生逐渐降低。3. UCP2表达与细胞增殖、线粒体膜电位之间存在显著的正相关。肝细胞增殖和线粒体膜电位之间也存在显著的正相关。4. UCP2可通过质子回漏适当降低线粒体较高的膜电位,限制ROS堆积。