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编号:10271603
噻庚啶、山莨菪碱对内毒素休克TNFα表达的影响*王立赞 朱凡河 王保生 崔运河
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第10期
     作者:

    单位:济宁医学院病理生理学教研室(济宁272113) 王立赞 朱凡河 王保生;崔运河组织胚胎教研室

    关键词:休克;脓毒性;肿瘤坏死因子;基因表达;脂多糖类;噻庚啶

    噻庚啶 摘要 目的:研究噻庚啶山莨菪碱对内毒素休克TNFα表达的影响。方法:Wistar大鼠静脉注射脂多糖(LPS,E coli O111B4,5 mg/kg)复制内毒素休克模型。Northern印迹杂交分析肝脏TNFαmRNA表达,放射免疫法测定血浆TNFα的含量。结果:LPS攻击后2 h,大鼠肝脏TNFα mRNA表达显著高于盐水对照;(杂交信号经扫描仪半定量分析37.76±9.84 vs盐水对照11.26±7.60,P<0.01);血浆TNFα水平明显升高:(21.52±3.16)μg/L vs LPS攻击前(2.19±0.95)μg/L,P<0.01。静脉注射LPS后立即给予噻庚啶(Cyp,5 mg/kg)、山莨菪碱(Ani,10 mg/kg),均能显著抑制LPS诱导的大鼠肝脏TNFα mRNA表达,降低血浆TNFα含量;提高休克大鼠的平均动脉血压(MABP)及休克小鼠的24 h的存活率。结论:Cyp和Ani均显著抑制内毒素休克TNFα基因表达,具有较强的抗休克作用。
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    Effects of cyproheptadine and anisodamine on TNFα

    gene expression in endotoxic shock

    WANG Li-Zan,ZHU Fan-He,WANG Bao-Sheng,CUI Yun-He

    Department of Pathophysiology,Jining Medical College,Jining (272113)

    Abstract AIM:To study the effects of cyproheptadine (Cyp) and anisodamine (Ani) on TNFα gene expression in endotoxic shock.METHODS:Endotoxic shock in rats was produced by iv injection of LPS (E coli O111B4,5 mg/kg).TNFα mRNA levels in rat liver was assessed by Northern blot.Plasma TNFα contents were determined by radioimmunoassay.RESULTS:The TNFα mRNA levels in rat liver at 2 h after LPS challenge was increased obviously (autoradiograms were analyzed by scanning: 37.76±9.84 vs saline control 11.26±7.60,P<0.01); The plasma TNFα contents was increased markebly before LPS challenge (21.52±3.16)μg/L vs (2.19±0.95)μg/L,P<0.01.Cyp 5 mg/kg or Ani 10 mg/kg immediately injected after iv LPS markedly decreased the TNFα mRNA levels in liver and plasma TNFα contents at 2 h after iv LPS,and elevated the mean arterial blood pressure (MABP) of the shocked rars.Cyp and Ani markedly improved the mouse survival rate 24 h after LPS(20 mg/kg) challenge.CONCLUSION:TNFα gene expression increased obviously in endotoxic shock.Cyp and Ani strongly inhibited LPS-induced TNFα gene expression,and have a beneficial antishock effects.
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    MeSH Shock,septic; Tumor necrosis factor; Gene expression; Lipopolysaccharides; Cyproheptadine

    肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNFα)是内毒素激活单核/巨噬细胞所释放的一种多肽类细胞因子。许多动物实验和临床研究表明TNFα是介导败血症休克和组织损伤的重要介质[1~3]。因此,抑制TNF的产生和对抗TNF的作用是防治败血症休克和组织损伤的重要措施。已有实验表明抗TNF单克隆抗体能较好的防治败血症休克[4,5]

    噻庚啶(cyproheptadine,Cyp)为一哌啶类抗5-羟色胺和抗组胺药,我们以往的研究证明噻庚啶具有较强的抗失血性休克作用[6]。山莨菪碱(anisodamine,Ani)是临床上常用的抗休克药,以往的研究表明其抗休克机制主要与扩张微血管、改善微循环以及细胞保护作用有关。本研究旨在观察噻庚啶和山莨碱对内毒素休克TNFα基因表达的影响,探讨抗休克作用及机制。
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    材料与方法

    (一)材料:LPS(E coli O111B4,中国药品生物制品检定所);总mRNA提取试剂盒和随机引物DNA探针标记试剂盒(Promega公司);[α-32P] dCTP(北京福瑞生物工程公司);小鼠TNFα cDNA PUC-19(北京肿瘤研究所提供);TNFα放免试剂盒(北京东亚免疫技术研究所);Cyp(济南永宁制药有限公司);Ani(泰兴制药厂);地塞米松(dexamethasone,Dex,青岛第三制药厂);前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2,Sigma公司);Wistar大鼠由山东医科大学实验动物中心提供。

    (二)内毒素休克模型复制:雄型Wistar大鼠,体重200~250 g,20%乌拉坦(1 g/kg,ip)麻醉,手术分离左侧颈总动脉并插管(管内充满1‰肝素生理盐水),压力信号经压力换能器输入RM-6 200型四导生理记录仪(日本光电),记录平均动脉血压(MABP);分离右侧颈外静脉并插管,以供给药和输液用。动物稳定10 min后,记录正常血压值。自右颈外静脉注射LPS 5 mg/kg。
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    (三)实验分组:动物随机分为6组:(1)盐水对照组:生理盐水5 ml/kg,iv。下述各组于静脉注射LPS 5 mg/kg后,立即静脉注射。(2)LPS+盐水组:用等量生理盐水代药物。(3)LPS+Dex组:Dex 5 mg/kg。(4)LPS+Cyp组:Cyp 5 mg/kg。(5)LPS+Ani组:Ani 10 mg/kg。(6)LPS+PGE2组:PGE2 2 mg/kg。观察给予LPS 4 h MABP的变化。另8只动物于注射LPS(1组为盐水)后2 h处死,取肝脏组织测定TNFα mRNA水平。

    (四)组织总RNA提取和Northern杂交分析:组织总RNA提取按照Chomczynski和Sacchi所描述的方法进行[7]。取总RNA 30 μg,1%甲醛凝胶电泳,将变性RNA转移至硝酸纤维素膜上,真空干燥。将含鼠的TNFα cDNA PUC-19转入大肠杆菌扩增,经纯化、酶切、低熔点胶回收鼠的TNFα cDNA基因片段。随机引物法标记[α-32P] dCTP制备小鼠TNFα cDNA探针。经预杂交后,与小鼠TNFα cDNA探针杂交24 h,杂交后先用1×SSC和0.1% SDS洗膜2次,再用0.2×SSC和0.1% SDS洗膜3次。置-70℃放射性自显影,用激光密度计(Sweden Pharmacca LKB XL ultrscan)分析杂交信号。
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    (五)TNFα检测:各组于注射LPS前和注射LPS(对照组为生理盐水)后2 h,颈总动脉抽取血液样品,10% EDTA Na2抗凝,即刻分离血浆,-20℃保存待测。TNFα含量检测按说明书进行,样品均作平行管,应用FF-646A型微机放免仪测定放射性。微机按预先编制程序,直接给出有关参数,标准曲线及样品浓度。

    (六)存活实验:雌性小鼠,体重20~25 g,腹腔注射内毒素20 mg/kg,随机分组并立即静脉注射:(1)盐水对照组:生理盐水5 mL/kg iv。(2)LPS+盐水组:用等量生理盐水代替药物。(3)LPS+Dex组:Dex 5 mg/kg iv。(4)LPS+Cyp组:Cyp 5 mg/kg iv。(5)LPS+Ani组:Ani 10 mg/kg iv。(6)LPS+PGE2组:PGE2 2 mg/kg iv。评价内毒素攻击后24 h各组动物的存活情况。
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    (七)统计学处理:实验数据均以9031.gif (95 字节)±s表示,方差分析q检验。存活率采用χ2检验。

    结果

    (一)TNFα的基因表达:LPS攻击后2 h,肝组织TNFα mRNA表达显著高于盐水对照(杂交信号经扫描仪半定量分析37.76±9.84 vs盐水对照11.26±7.60,P<0.01)。LPS攻击后,立即静脉给予Dex 5 mg/kg、Cyp 5 mg/kg、Ani 10 mg/kg或PGE2 2 mg/kg均能显著抑制LPS诱导的TNFα mRNA表达。给药后2 h,肝脏TNFα mRNA表达分别比LPS+盐水对照组降低62%、52%、47%、53%。见图1。903-1.gif (4774 字节)
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    Fig 1 Effects of Dex,Cyp,Ani and PGE2 on LPS-induced TNFα mRNA

    expression.Autoradiograms of Northern blot were scanned with a laser densitometer

    to quantitate the relative TNFα mRNA levels.Total RNA from the rat

    liver was extracted at 2 h after iv LPS.903-3.gif (95 字节)±s; n=8;**P<0.01,vs saline control; ++P<0.01,vs LPS+saline group
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    图1 地塞米松、噻庚啶、山莨菪碱和前列腺素E2对LPS诱导的TNFα mRNA表达的影响

    (二)血浆TNFα水平:LPS攻击前,各组动物血浆TNFα含量无显著性差异。LPS攻击后2 h,血浆TNFα水平显著升高(vs LPS攻击前,P<0.01)。与盐水对照组有高度显著差异。静脉注射LPS后立即静脉给予Dex 5 mg/kg、Cyp 5 mg/kg,Ani 10 mg/kg、PGE2 2 mg/kg,血浆TNFα水平显著低于LPS+盐水对照组。见表1。 表1 地塞米松、噻庚啶、山莨菪碱和前列腺素E2

    对大鼠血浆TNFα含量的影响

    Tab 1 Effect of dexamethasone,cyproheptadine,anisodamine and prostaglandin E2 on
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    plasma TNFα contents in rats (903-2.gif (95 字节)±s,n=11)

    Group

    Before endotoxin

    challenge(μg/L)

    2 h after endotoxin

    challenge(μg/L)

    Saline control

    2.06±0.83
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    2.18±1.07

    LPS+saline

    2.19±0.95

    21.52±3.16##*

    LPS+Dex

    2.21±0.67

    4.72±1.87**

    LPS+Cyp

    1.98±0.86

    7.83±2.39**

    LPS+Ani
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    2.36±0.92

    8.05±2.96**

    LPS+PGE2

    2.07±0.51

    5.72±2.14**

    ##P<0.01,vs saline control;*P<0.01,vs before endotoxin challenge;**P<0.01,vs LPS+saline group

    (三) 平均动脉血压(mean arterial blood pressure,MABP)的变化:内毒素攻击前各组MABP无显著差异(P>0.05);内毒素攻击后各组动物的MABP急剧下降,30、60 min时MABP与注射内毒素前相比较均有显著差异,动物处于休克状态。在LPS+盐水组于注射内毒素后MABP持续下降,120、240 min时MABP降至基础血压的50%左右,动物处于严重的休克状态。在其它各组注射内毒素后90 min即见MABP回升,120、240 min时MABP与生理盐水对照组相比较均有高度显著差异(P<0.01)。见图2。904-1.gif (5930 字节)
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    Fig 2 Time course of mean arterial blood pressure before and after endotoxin challenge and different kinds of treatment.903-4.gif (95 字节)±s,n=11; P<0.05,P<0.01,vs control group

    图2 内毒素攻击前后及不同处理后平均动脉血压的变化

    (四) 存活实验:Dex、Cyp、Ani和PGE2对致死剂量的LPS(20 mg/kg)攻击的小鼠能显著提高24 h存活率。见表2。

    表2 地塞米松、噻庚啶、山莨菪碱和前列腺素E2
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    对内毒素攻击的小鼠24 h存活率的比较

    Tab 2 Effect of dexamethasone,cyproheptadine,anisodamine and prostaglandin E2 on 24 h suivival rate

    in endotoxin challeneged mice (903-5.gif (95 字节)±s)

    Group

    Alive

    Dead

    Total
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    Survival rate

    Saline control

    20

    -

    20

    100%

    LPS+saline

    3

    17

    20

    15%

    LPS+Dex

    19
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    1

    20

    95%

    LPS+Cyp

    16

    4

    20

    80%

    LPS+Ani

    15

    5

    20

    75%
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    LPS+PGE2

    13

    7

    20

    65%

    *P<0.01,vs LPS+saline group

    讨论

    本研究表明,LPS攻击后大鼠肝脏TNFα mRNA水平和血浆TNFα含量显著升高,MABP明显降低,动物处于严重的休克状态,Cyp和Ani均能显著性降低TNFα mRNA水平和血浆TNFα含量,提高休克大鼠的MABP,并提高致死剂量内毒素攻击的小鼠的24 h存活率。提示内毒素休克时TNFα的基因表达显著增加;Dex和Ani通过抑制LPS诱导的TNFα的基因表达,具有较强的抗休克作用。
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    Cyp为5-HT及组胺H1受体的拮抗剂,具有抗炎镇痛、Ca2+内流阻滞及自由基清除作用,对自氧化及自由基发生系统诱导离体大鼠心、肝、脑组织及心肌线粒体膜的脂质过氧化均有抑制效应。Cyp对内毒素休克犬预防肺内血小板的聚集,防止成人呼吸窘迫综合症(ARDS)的发生[8]。 我们以前的研究证明Cyp具有较强的抗休克作用。本研究表明Cyp对LPS诱导的TNFα基因表达具有显著的抑制作用,这可能是其抗内毒素休克的重要机制。Cyp抑制TNFα基因表达的机制尚不清楚。

    Ani是临床上常用的抗休克药物。以往的研究证明Ani的抗休克机制与其扩张微血管和改善微循环以及对细胞的保护作用有关。本研究表明Ani对内毒素休克TNF的基因表达亦具有显著的抑制作用。提示Ani抗内毒素休克机制还与抑制TNF的产生有关。Ani抑制TNFα基因表达的机制尚不清楚。有资料表明[9]Ani可具有肾上腺皮质激素样的作用,提高血小板内的cAMP浓度。推测Ani可能通过升高细胞的cAMP途径而抑制TNFα基因表达。Gong等[10]证明TNFα的表达受cGMP上调和cAMP下调。
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    *山东省科委资助课题

    参考文献

    1 Tracey KJ.The acute and chronic pathophysiologic effects of TNF: mediation of septic shock and wasting(cachexia).In: Beutler B.The molecules and their emerging role in medicine.New York: Raven Press Ltd,1992.225~73.

    2 Tracey KJ,Beutler B,Lowry SF,et al.Shock and tissue injury induced by recombinant human cachectin.Science,1986,234:470.

    3 Damas P,Reuter A,Gysen P,et al.Tumor necrosis factor and interleukin-1 serum levels during severe sepsis in humans.Crit Care Med,1989,17:975.
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    4 Tracey KJ,Fong Y,Hesse DG,et al.Anti-cachectin/TNF monocloal antibodies prevent septic shock during lethal bacteraemia.Nature,1987,330:662.

    5 Hinshaw LB,Tekamp-Olson P,Chang ACK,et al.Survival of primates in LD100 septic shock following therapy with antibody to tumor necrosis factor (TNFα).Circ Shock,1990,30:279.

    6 Zhang QZ,Ling XZ,Wang LZ,et al.Anti-shock effects of cyproheptadine in rabbit.Acta Pharmacol Sin,1992,13(2):113.
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    7 Chomczynski P,Sacchi N.Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction.Anal Biochem,1987,162(1):156.

    8 Almqvist P,Skudder PJ,Kuenzig M,et al.Effect of cyproheptadine on endotoxin-induced pulmonary platelet trapping.Am Surg,1984,50(9):503.

    9 陈祥银,严仪昭,西品香,等.山莨菪碱(654-20)可具有肾上腺皮质激素样作用.中国医学科学院学报,1985,7:348.

    10 Gong JH,Renz H,Sprenger H,et al.Enhancement of tumor necrosis factor-α gene expression by low doses of prostaglandin E2 and cyclic GMP.Immunobiology,1990,182:44.

    (1998年4月22日收稿,1998年12月15日修回), 百拇医药