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有机磷农药中毒(AOPP)和多器官功能障碍综合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome,MODS)是当今国际医学界共同瞩目的研究热点。目前,虽然针对其治疗已取得很大进展,但其死亡率仍高达67.7%~75.3%。长期以来,我们都把MODS当作过度炎症反应,由多种致病因素导致机体出现的全身性炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)和代偿性抗炎反应综合征(compensatory anti-inflammatory response syndrome,CARS)之间的平衡被打破甚至失控是MODS重要的病理学基础和形成的根本原因。这种过度失控的全身性炎症反应造成宿主自身组织结构和生理功能的广泛损害,最终引起MODS,乃至死亡。
我们把这种冲突看作是免疫紊乱的表现,希望通过研究免疫系统的变化,找出治疗MODS的方法,肝脏和脾脏作为重要而且独立的免疫器官是我们的首选对象。近10多年来,应用拮抗炎症介质(抗TNF、抗IL-1等)来治疗MODS作了大量的研究工作,尽管在动物模型上已取得令人鼓舞的结果,但在临床上单纯用一种或几种炎症介质的拮抗剂或抗体治疗MODS并未取得满意效果。传统抗炎药物如皮质类固醇、非甾类抗炎药在拮抗机体过度炎症反应方面,虽疗效切确切,但因其作用广泛,故对机体有一定毒副作用。作为调控炎症反应的关键环节,细胞信号传导系统以其数量少但作用广泛的特点吸引了人们的注意,细胞因子信号抑制因子(SOCS)就是其中的一员。
SOCS家族蛋白,是一类可被多种细胞因子诱导产生,反过来又可以负反馈方式对信号传导途径进行抑制调节的蛋白分子。SOCS家族由SOCS-1~SOCS7和CIS八种成员组成,其结构相似。SOCS家族成员的蛋白质结构含多变的N区、位于中间的SH2区和保守的SOCS盒(SOCS box)三个部分。SH2区含有SH2结构域,它能与其他信号蛋白的磷酸化丝氨酸残基结合,通过该区域,不同的SOCS蛋白识别不同的目标,进而调节多种细胞因子信号传导途径。正常情况下细胞内SOCS表达水平极低,但多种细胞因子、生长因子和激素可诱导SOCS迅速合成,产生的SOCS反过来又主要通过对JAK-STAT信号通路的调节抑制细胞因子及激素的信号转导,形成一个负反馈调节通路,影响炎性介质,甚至影响凋亡的发生。为了探讨SOCS的生理作用,有许多相关研究被开展,包括细胞培养模式、基因工程小鼠、各种损伤动物模型。这些体内及机外实验证明SOCS-1和SOCS-3是这个家庭中仅有的对免疫系统有作用的成员,被认为它与MODS的发生发展也可能有密切关系。考虑到SOCS的自稳作用,苦能抑制肝脏和脾脏中炎症因子的失控,则对MODS病人的治疗将有所突破。
目前SOCS在AOPP中作用的报道甚少,我们拟通过建立AOPP中毒致MODS为研究模型。采用分子生物学等技术,通过观察SOCS-1、SOCS-3、TNF-a在小鼠肝脏和脾脏中的变化,明确SOCS-1、SOCS-3和TNF-a与AOPP中毒致脓毒症的关系及意义,弄清SOCS在体内的可能的作用机制,从而为MODS的治疗提供新的策略。
目的:通过建立中毒的动物模型,观察有机磷中毒小鼠肝脏、脾脏中SOCS-1、SOCS-3、TNF-a mRNA表达的变化,弄清SOCS在体内的可能的作用机制,从而为MODS的治疗提供新的策略。
方法:健康小鼠36只,体重25~30g,随机分成3组:敌敌畏中毒组、生理盐水对照组(假中毒组)和正常对照组。通过建立中毒的动物模型,正常对照组6只、生理盐水对照组6只,中毒组分别于染毒后2h、6h、12h、24h各取6只小鼠取肝、脾,以逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)测定SOCS-1、SOCS-3、TNF-a的mRNA表达水平,用SPSS统计软件测定之间的变化关系。
结果:中毒后SOCS-1、SOCS-3、TNF-a在肝脾内mRNA表达均有升高趋势,SOCS-1于24h达到最高峰,SOCS-3在肝脏中24h达到最高峰,脾脏中于12h达最高峰。TNF-a于12h达最高峰。结果还显示肝脾中SOCS-1、SOCS-3、TNF-a的mRNA表达量之间彼此呈明显正相关性。病理切片示24h肝脏充血、水肿,中性粒细胞浸润,肝细胞变性、坏死,脾脏红髓及间质小血管扩张、充血、水肿,中性粒细胞浸润,脾小结增大,生发中心明显。
结论:AOPP中毒后小鼠肝脏和脾脏发生了明显的急性炎症反应,SOCS-1、SOCS-3和TNF-a,基因的mRNA在AOPP中毒后小鼠肝脏和脾脏的炎症改变中起一定作用,导致炎症细胞因子TNF-a失调,它们可能共同参与了AOPP中毒后免疫器官的炎症反应。