腹腔穿刺引流通过PI3K/AKT信号通路增强细胞凋亡从而减轻重症急性胰腺炎

Abdominal paracentesis drainage attenuates severe acute pancreatitis by enhancing cell apoptosis via PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Chen Luo, Qilin Huang, Xiaohui Yuan, Yi Yang, Bing Wang, Zhu Huang, Lijun Tang, Hongyu Sun
PMID32100210
期刊Apoptosis
发布时间2020-04
DOI10.1007/s10495-020-01597-2

实验完整度

包含SAP大鼠模型、APD干预、TUNEL、Western blot、免疫组化、ELISA等多层次验证,并通过PAAF回输及PI3K抑制剂进行功能验证。

主要模型

牛磺胆酸钠诱导的SAP大鼠模型 大鼠轻症急性胰腺炎(MAP)模型 PAAF回输模型

重点核对

SAP诱导使用5%牛磺胆酸钠逆行注射,剂量0.01 ml/100 g大鼠体重,速率12 ml/h APD组在SAP诱导后立即于右下腹置入引流管 使用PI3K抑制剂Wortmannin,剂量1.4 mg/kg,在PAAF注射前40分钟腹腔注射 观察时间点包括SAP诱导后6h、12h、24h PAAF取自SAP 24h大鼠,离心后取5ml无菌上清液用于回输

摘要

我们之前的研究已表明,腹腔穿刺引流术(APD)对于重症急性胰腺炎(SAP)患者是一种安全有效的策略。然而,APD治疗的潜在机制仍知之甚少。鉴于细胞凋亡是SAP的一个关键病理反应,我们在此旨在研究APD对SAP期间胰腺组织细胞凋亡的影响,并探讨其潜在的分子机制。通过5%牛磺胆酸钠逆行注射诱导SAP,而APD组在诱导SAP后立即在大鼠右下腹插入引流管。测量了组织病理学染色、血清淀粉酶、内毒素和炎症介质。还评估了细胞凋亡、凋亡相关蛋白和信号通路。我们的结果表明,APD治疗显著减轻了SAP大鼠的胰腺损伤,并降低了血清淀粉酶、内毒素、TNF-α、IL-1和IL-6的水平。值得注意的是,APD治疗增强了细胞凋亡并减少了胰腺组织坏死,如TUNEL染色所示,促凋亡蛋白(Cleaved-caspase-3和bax)增加,抗凋亡蛋白(Bcl-2)减少。此外,APD对细胞凋亡的作用通过PI3K/AKT和NF-kB信号通路的调控得到进一步证实。这些结果表明,APD通过抑制PI3K/AKT信号通路增强细胞凋亡,从而减轻SAP的严重程度。我们的发现为理解APD在SAP患者中的有效性提供了新的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
腹腔穿刺引流(APD)是否通过影响细胞凋亡及其分子机制来减轻重症急性胰腺炎(SAP)的严重程度?
核心机制
APD通过清除胰腺相关腹水(PAAF)中的毒性物质,抑制PI3K/AKT信号通路及其下游NF-κB,从而增强胰腺细胞凋亡,减少坏死,减轻胰腺损伤。
主要证据
在SAP大鼠模型中,APD治疗降低血清淀粉酶、内毒素和炎症因子,TUNEL染色显示凋亡指数升高,Western blot显示p-PI3K、p-AKT和NF-κB表达降低,促凋亡蛋白Bax和cleaved-caspase-3升高,抗凋亡蛋白Bcl-2降低;PAAF回输实验显示PAAF激活PI3K/AKT并抑制凋亡,而Wortmannin预处理可逆转。
研究意义
该研究为APD治疗SAP的有效性提供了新的机制见解,支持APD通过促进细胞凋亡而非坏死来保护胰腺的临床策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立SAP大鼠模型并实施APD干预

评估APD对SAP大鼠胰腺损伤和炎症的影响。

雄性SD大鼠随机分为SO、SAP、APD三组,通过逆行注射5%牛磺胆酸钠诱导SAP,APD组在诱导后立即植入引流管;在6、12、24小时处死大鼠,收集血液、胰腺组织和PAAF。

2

检测胰腺组织学损伤及血清指标

量化胰腺损伤程度及全身炎症反应。

胰腺组织HE染色并进行组织学评分,检测血清淀粉酶、内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6水平。

3

评估胰腺细胞凋亡与坏死

确定APD对胰腺细胞凋亡和坏死的影响。

通过TUNEL染色检测凋亡指数,HE染色评估坏死,Western blot和免疫组化检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、caspase-3的表达。

4

检测PI3K/AKT/NF-κB信号通路

探究APD对PI3K/AKT信号通路的影响。

Western blot检测胰腺组织中PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT(Ser473、Thr308)和NF-κB p65的表达。

5

PAAF回输及PI3K抑制剂干预

验证PAAF对PI3K/AKT通路和凋亡的作用,以及通路阻断的影响。

将MAP大鼠随机分为control、MAP、PI、WP组,腹腔注射PAAF或Wortmannin+PAAF,检测胰腺损伤、炎症、凋亡和通路蛋白。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
牛磺胆酸钠Sigma Chemical Co.--
渥曼青霉素Solarbio Science Technology co. ltd--
TUNEL凋亡检测试剂盒III,FITC (MK1023)Boster Biological Technology co. ltdMK1023
蛋白提取试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
增强型BCA蛋白检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
PVDF膜----
化学发光检测试剂Millipore--
BioSpectrum4发光检测仪UVP; Upland, CA, USA--
MiniPROTEAN II电泳系统Bio-Rad--
自动生化分析仪Taikang Technology co. ltd--
Eclipse Ti2共聚焦显微镜Nikon Instruments--
牛血清Boster Biological Technology co. ltd--
生物素标记的山羊抗兔免疫球蛋白GBoster Biological Technology co. ltd--
辣根过氧化物酶标记的链霉亲和素Boster Biological Technology co. ltd--
ELISA试剂盒Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering--
Bax抗体 (ab32503)Abcam Incab32503
caspase-3抗体 (#9662S)Cell Signaling Technology#9662S
PI3K抗体 (4292S)Cell Signaling Technology4292S
Akt抗体 (4691T)Cell Signaling Technology4691T
p-AKT抗体 (Ser473, 4060T)Cell Signaling Technology4060T
p-AKT抗体 (Thr308, 13038T)Cell Signaling Technology13038T
NF-kBp65抗体 (8242T)Cell Signaling Technology8242T
p-PI3K抗体 (PA5-38905)Thermo Fisher Scientific IncPA5-38905
Bcl-2抗体 (GTX100064)GeneTex IncGTX100064
GAPDH抗体Biosynthesis Biotechnology co. ltd--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系、性别、体重、SAP诱导方法(5%牛磺胆酸钠剂量、注射速率、维持时间)
阅读提示:Materials and methods: Animal and experimental design
APD干预
引流管型号、植入位置、植入时机
阅读提示:Materials and methods: Animal and experimental design
分组与时间点
分组设置(SO、SAP、APD)、每组样本量(n=18)、处死时间点(6h、12h、24h)
阅读提示:Materials and methods: Animal and experimental design, Figure legends (Fig. 1)
PI3K抑制剂干预
Wortmannin剂量(1.4 mg/kg)、溶剂、给药途径、给药时间(PAAF前40分钟)
阅读提示:Materials and methods: Evaluating the effect of PAAF on PI3K/AKT signaling pathway and apoptosis in pancreatic tissues
PAAF回输实验
PAAF来源(SAP 24h大鼠)、离心条件、注射体积(5ml)、注射途径、观察时间(12h)
阅读提示:Materials and methods: Evaluating the effect of PAAF on PI3K/AKT signaling pathway and apoptosis in pancreatic tissues