VX-765对急性肝衰竭的作用与机制研究

目的:急性肝衰竭是一种由病毒、药物、酒精等多种因素造成肝细胞大块或亚大块坏死,肝功能严重失代偿的一种临床病理综合征,临床常表现为出血、黄疸、肝昏迷,死亡率高,预后差。在此过程中伴随着机体显著的全身炎症反应及大量促炎性细胞因子的释放,探寻新的防治方法一直是急性肝衰竭相关研究的热点和难点。细胞焦亡是一种新型的细胞程序性死亡,主要由含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase)-1介导。在焦亡的经典信号通路中,细胞受到相关信号刺激时,会活化caspase-1,进而介导焦孔素D(gasdermin D,GSDMD)的活化,活化后的GSDMD释放出其N端结构域,在细胞膜上打孔,致使细胞膜破裂,引发细胞内容物及促炎性细胞因子(IL-1β、IL-18)释放,导致细胞焦亡发生。在此过程中caspase-1可使IL-1β和IL-18前体转化为有活性的IL-1β和IL-18。促炎性细胞因子(IL-1β、IL-18)的分泌与释放可进一步加剧机体炎症反应,呈现炎症级联放大效应。VX-765是一种常用的细胞焦亡抑制剂,其可有效的选择性地抑制caspase-1的活性。尽管大量研究表明VX-765可通过抑制炎症反应而在多种疾病中对机体发挥保护作用,但在急性肝衰竭的发展过程中VX-765的作用和机制如何目前尚未明确。本研究旨在探讨VX-765是否对急性肝衰竭具有保护作用以及其作用机制。方法:选取SPF级8~12周龄健康雄性C57BL/6小鼠进行动物实验。急性肝衰竭动物模型是通过给小鼠腹腔注射D-氨基半乳糖(D-Galactosamine,D此网站-Gal N)与脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)来构建,给药剂量D-Gal N为700mg/kg,LPS为10μg/kg。VX-765(100 mg/kg)于D-Gal N/LPS造模前2小时通过腹腔注射入小鼠体内。PPARαsi RNA(50μM/kg)和对照si RNA(50μM/kg)分别于D-Gal N/LPS给药前24小时通过尾静脉注射入小鼠cardiac pathology体内。在D-Gal N/LPS注射后6小时水合氯醛麻醉小鼠后从下腔静脉取血并获取肝组织,用10%的中性福尔马林溶液固定部分肝组织送检肝组织病理。组织病理学分析及使用生化全自动分析仪检测小鼠血清转氨酶ALT及AST的水平观察肝组织损伤的严重程度。选取乙肝病毒感染相关急性肝衰竭(Hepatitis B virus related acute liver failure,HBV-ALF)患者、慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)患者以及正常对照组的肝组织石蜡切片进行相关指标的免疫组化染色。选取人正常肝细胞LO2细胞行体外细胞实验,使用LPS(20 ng/ml)刺激LO2细胞诱导细胞炎症,VX-765(50μM)在LPS给药前2小时给予,PPARαsi RNA(50 n M)在LPS给药前24小时给予,于LPS刺激后6小时收取细胞进行相关实验。实时定量PCR(Real Time-PCR)、蛋白印迹法(Western Blot)检测促炎性细胞因子、焦亡相关蛋白、PPARα等相关指标的表达情况。结果:1.随着急性肝衰竭的疾病不断进展,肝组织的损伤程度逐渐加重,促炎性细胞因子、焦亡相关蛋白表达逐渐增加。2.VX-765能够提升急性肝衰竭小鼠的生存率,减轻肝组织的损伤程度,减轻急性肝衰竭进展过程中的炎症反应,从而对急性肝衰竭产生保护作用。加用VX-765干预组(VX-765+D-Gal N/LPS)与急性肝衰竭模型组(D-Gal N/LPS)相比,其小鼠生存率明显提升,肝组织病理学损伤程度减轻,血清转氨酶(ALT、AST)水平降低,NF-κB及促炎性细胞因子IL-1β、IL-18的m RNA及蛋白表达明显减少,差异具有统计学意义。3.细胞实验结果表明,在体外VX-765同样具有抗炎作用,VX-765能够抑制LPS诱导的细胞炎症反应。与模型组(LPS组)相比,VX-765干预组(VX-765+LPS组)NF-κB及促炎性细胞因子IL-1β、IL-18的表达降低,且随着VX-765给药浓度的增加(10μM、25μM、50μM),NF-κB及促炎性细胞因子IL-1β、IL-18的m RNA和蛋白表达逐渐减少,且差异具有统计学意义。4.在临床随着患者肝组织损伤逐渐加重,急性肝衰竭疾病不断进展,促炎性细胞因子(IL-1β、IL-18)、焦亡相关蛋白(caspase-1)表达逐渐增加,PPARα表达逐渐减少。5.VX-765在体内、体外均能够上调PPARα表达。与急性肝衰竭模型组(D-Gal N/LPS)相比,VX-765干预组(VX-765+D-Gal N/LPS)小鼠肝组织的PPARαm RNA及蛋白表达水平均明显增加。体外细胞实验表明,VX-765同样能上调PPARα表达,且随着VX-765的用药浓度增加(10μM、25μM、50μM),PPARα的m RNA及蛋白表达逐渐增多,呈剂量依赖性,差异具有统计学意义。6.抑制PPARα表达可逆转VX-765对急性肝衰竭小鼠的原有保护作用,降低小鼠的生存率,使肝组织的损伤程度加重,炎症反应加剧。在给予PPARα的小干扰RNA(PPARαsi RNA)抑制PPARα表达后,与对照组(VX-765+Control si RNA+D-Gal N/LPS组)相比,VX-765+PPARαsi RNA+D-Gal N/LPS组小鼠生存率3-Methyladenine分子量下降,肝组织颜色更深,为黝黑色,肝组织病理损伤程度更重,肝细胞呈大块坏死,肝索解离,肝窦内弥漫性充血,伴有大量炎细胞浸润,血清转氨酶水平(ALT、AST)明显升高,NF-κB及促炎性细胞因子IL-1β、IL-18表达明显增加,且差异具有统计学意义。7.体外实验表明,抑制PPARα表达可逆转VX-765的原有抗炎作用,加剧了LPS诱导的细胞炎症反应。与对照组(VX-765+Control si RNA+LPS组)相比,PPARαsi RNA干预组(VX-765+PPARαsi RNA+LPS组)细胞NF-κB及促炎性细胞因子IL-1β、IL-18的表达明显增多,且差异具有统计学意义。结论:1.在急性肝衰竭疾病进展过程中随着炎症反应逐渐加重,细胞焦亡加剧。2.VX-765可通过抑制细胞焦亡减轻炎症反应,对急性肝衰竭机体产生保护作用。3.VX-765对急性肝衰竭的保护作用可通过上调PPARα表达实现,抑制PPARα表达可逆转VX-765对急性肝衰竭机体的原有保护作用。4.VX-765可能为临床上防治急性肝衰竭提供一个新的思路。