硫化氢对部分肝切除小鼠术后炎症反应的效果统计

H2S能够释放H2S的化合物如:S-diclofenac 、S-aspirin、ADT-OH,能够减轻LPS引起的炎症反应[1]。 而NaHS(H2S的供体)能够改善与神经炎症反应有关的学习记忆功能障碍[2]。因此,本实验旨在探讨术前和术后早期使用NaHS能否预防和改善部分肝脏切除小鼠术后的炎症反应。

1材料与方法

1.1动物分组与给药:健康雄性昆明小鼠72由河南省实验动物中心提供(SCXK(豫)2010-0002),年龄12-14w,体重30~35 g。采用随机数字表法,随机分为3组(n=24):对照组(NS组)、手术组(Surgery组)和硫氢化钠+手术组(NaHS+surgery组)。动物分组后适应性饲养7-9天后开始实验。从实验的第3天开始给药, NaHS+surgery组每天腹腔注射NaHS溶液5 mg·kg-1(浓度:50umol/L,Sigma公司,美国),NS组、Surgery组腹腔注射等体积的生理盐水,给药时间包括术前3天、手术当天以及术后前3天,总共连续给药7天。

用神经安定麻醉(腹腔注射芬太尼(宜昌人福药业)0.2 mg·kg-1 ,氟哌利30-crown-10(旭东海普药业)5mg·kg-1),待动物反正反射消失后,固定于操作台上,腹部拟作切口处备皮、消毒后,于腹部正中做一约2cm切口, Surgery组和NaHS+surgery组打开腹腔后,用大号无齿镊轻柔钳夹肝脏左侧叶拉出切口外, 0号丝线结扎肝脏的左侧叶,而后切除左则叶肝脏组织,经切口处腹腔注入生理盐水0.3ml补充液体丢失,然后用3号丝线分两层缝合手术切口,缝合完毕后,再次消毒缝合切口。动物术后单独饲养,注意保暖,观察手术切口有无出血等情况,待麻醉苏醒、自主活动恢复后再次按组别集体饲养。术后第1、3、7天分别从各组中随机抽取8只动物进行血清TNF-α、IL-6浓度检测,动物麻醉下经眼眶采血,室温静置两小时后,3000r/min,4℃离心20 min,收集上层血清,-20℃保存。采用双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清中TNF-α、IL-6浓度,严格按照试剂盒(R&D Systems公司,美国)说明书进行操作。

1.2统计学处理:采用SPSS17.0软件进行统计学分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,术后各项指标采用单因素方差分析(one-way ANOVA),两两比较采用Bonferroni post test法。P<0.05 为差异有统计学意义。

2结果

与NS组比较,Surgery组、NaHS+surgery组术后血清TNF-α、IL-6浓度较NS组高(p<0.05);与Surgery组比较,NaHS+surgery组血清TNF-α、IL-6较Surgery组低(p<0.05),见表1。

3讨论

H2S被誉为继NO、 CO之后的第三种气体信号分子。体外实验发现,H2S能够释放H2S的化合物如:S-diclofenac 、S-aspirin、ADT-OH,能够减轻LPS引起的炎症反应。

由于小鼠肝脏各分叶相对重量恒定,肝左叶切除能够获得相对恒定的切除率,损伤程度容易控制,成功率高,而且仅切除小鼠肝左叶不会引起动物肝功能和机体物质代谢障碍[3,4]。因此本实验对小鼠实施肝脏部分切除手术作为研究的动物模型。

机体免疫系统,导致炎症级联反应的发生。既往研究证实机体外周的炎症反应能够对中枢神经系统的诸多功能产生显着影响。外周的炎症介质可能通过神经、体液两条途径引起中枢神经系统炎症反应,从而对中枢神经系统的功能产生影响。两种途径最终导致中枢免疫细胞激活、炎症介质及神经毒性物质释放,从而影响记忆巩固过程、长时程增强形成、突触可塑性以及神经元再生,最终在行为学上表现出术后的学习记忆功能障碍[5]。

此研究中表明小鼠腹腔注射5mg·kg-1 NaHS是安全的,不会对小鼠正常生理功能产生影响。Surgery组、NaHS+surgery组术后外周促炎因子TNF-α、IL-6的表达有不同程度增加,但NaHS+surgery组术后外周促炎因表达水平均较Surgery组减轻。表明不同程度的手术创伤均能够引起成年小鼠术后外周反应。但NaHS+surgery组促炎因子表达水平低于Surgery组,表明术前和术后早期腹腔注射NaHS能够显着减轻较大手术创伤所导致的术后炎症反应。H2S减少促炎因子释放可能与降低TNF受体表达,抑制IκB-α降解,降低NF-κB活化有关[6]。

术后认知功能障碍临床虽已渐为熟知,但其确切发病机制目前尚不明确,既往研究证实围术期机体固有免疫系统激活,外周及中枢促炎因子表达增加,能够导致术后的行为表现异常和学习记忆功能障碍[7],而针对围术期炎症反应的干预措施能够显着改善术后的学习记忆功能障碍。本研究表明适当浓度的H2S能够抑制外周炎症反应,但是否对中枢炎症也有抑制作用从而改善术后小鼠的认知功能还需进一步研究。

参考文献

[1]Lee, M, Sparatore, A, Del Soldato, P, et al. Hydrogen sulfide‐releasing NSAIDs attenuate neuroinflammation induced by microglial and astrocytic activation[J]. Glia, 2010, 58(1): 103-113.

[2]Gong, Q. H, Shi, X. R., Hong, Z. Y., et al. A new hope for neurodegeneration: possible role of hydrogen sulfide[J]. Journal of Alzheimer's Disease, 2011, 24: 173-182.

[3]Nikfarjam, M, Malcontenti-Wilson, C, Fanartzis, M, et al. A model of partial hepatectomy in mice[J]. Investigative Surgery, 2004, 17(5): 291-294.

[4]Greene, A. K., Puder, M. Partial hepatectomy in the mouse: technique and perioperative management[J]. Investigative Surgery, 2003, 16(2): 99-102.

[4]Terrando, N, Monaco, C., Ma, D., et al. Tumor necrosis factor-alpha triggers a cytokine cascade yielding postoperative cognitive decline[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2010, 107(47): 20518-20522.

[5]Reichenberg, A, Yirmiya, R, Schuld, A, et al. Cytokine-associated emotional and cognitive disturbances in humans[J]. Archives of General Psychiatry, 2001, 58(5): 445

[6]Rosczyk, H, Sparkman, N, Johnson, R. Neuroinflammation and cognitive function in aged mice following minor surgery[J]. Experimental Gerontology, 2008, 43(9): 840-846.

[7]Gong, Q. H, Wang, Q, Pan, L. L, et al. Hydrogen sulfide attenuates lipopolysaccharide-induced cognitive impairment: a pro-inflammatory pathway in rats[J]. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 2010, 96(1): 52-58.

[8]Cibelli, M, Fidalgo, A. R, Terrando, N, et al. Role of interleukin‐1β in postoperative cognitive dysfunction[J]. Annals of Neurology, 2010, 68(3): 360-368.