肠三叶因子对新生鼠坏死性小肠结肠炎模型IL10的影响及意义
摘要：目的：研究肠三叶因子(intestinal trefoil factor, ITF)对坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)新生大鼠的肠粘膜组织中IL10的含量的影响，探讨ITF对NEC保护作用机理。方法：建立NEC模型，取肠组织待检。新生鼠32只随机分为4组，每组8只。A组为正常对照组；B组为NEC模型组；C组为NEC模型后予以皮下注射生理盐水02ml；D组为NEC模型后予以皮下注射ITF02mg。取近回盲部1~2cm肠道组织固定包埋、切片、HE染色做病理学检查，其它肠道组织制备组织匀浆取上清液检测IL10的含量。结果：B、C组组织匀浆中IL10的含量(pg/mg·pro)较A组无显著差异(P>0.05)；D组较A、B、C组明显升高(P<0.01)。病理切片显示B、C组HE染色切片见肠壁损伤轻重不一，可见全肠粘膜绒毛坏死，病理评分的中位积分为3分；D组肠上皮细胞少量脱落，顶端绒毛坏死，病理评分的中位积分为1分。结论：通过皮下注射ITF可以减轻NEC后的肠道炎症反应，ITF有可能为治疗NEC提供新的方法。
关键词：肠三叶因子；坏死性小肠结肠；
IL10坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)是新生儿时期严重的肠道疾病，也是新生儿尤其是未成熟儿早期死亡的主要原因，但其发病机制仍未完全清楚。目前认为NEC是出于早产、缺氧、肠道喂养、细菌感染、肠道缺血等多种因素参与引起的肠坏死，牵涉到细胞因子与炎症因子等变化。肠三叶因子(intestinal trefoil factor, ITF)为三叶肽家族之一，研究表明，ITF具有很强的细胞保护作用，可明显减轻多种损伤因子介导肠粘膜损害，它不仅具有一般生长因子所具有的促进细胞增殖与移行的能力，还具有独特的生理功能，即同粘液糖蛋白结合，稳定肠粘液层。因而ITF在肠道的自我保护和损伤后修复机制中占据重要地位[1]。Lin J[2]等认为，早产儿易患NEC是由于相对缺乏ITF所致。本研究采用新生Wistar大鼠的NEC模型，以给ITF为阳性对照，检测NEC后肠粘膜组织匀浆中IL10含量及肠道病理组织学检查，旨在探讨ITF对NEC的保护作用。
1材料和方法
11实验动物及分组
新生1日龄wistar大鼠鼠婴，雌雄不限，体重5~10g,由武汉大学人民医院科教处动物实验室提供。与母鼠同笼，母乳喂养。母鼠自由饮水，喂以条杆状动物饲料，室温15~25℃，自然采光。32只新生鼠随机分为4组,每组8只。A组为正常对照组；B组为NEC模型组；C组为NEC模型后予以皮下注射生理盐水0.2ml；D组为NEC模型后予以皮下注射ITF0.2mg。
12主要试剂
基因重组人小肠三叶因子(hITF)由北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室提供；IL10购于上海增健公司；双缩脲检测试剂合购自南京建成生物工程研究所。
13新生wistar鼠坏死性小肠结肠炎模型的制作[3]
先给缺氧舱通入氮气，调节流速，应用RSS5100型便携式数字测氧仪，测得舱内氮气浓度达100%[维持在(99.96±0.2)%]后，放入1日龄新生鼠1分钟后取出，接着放4℃冷环境中持续10min，每天两次。待治疗组给药后所有新生鼠均放回母鼠身边喂养，连续3天。至第4天断头处死新生鼠，取出十二指肠下端至直肠上端的肠道组织待检。肠道移出后，肉眼观察NEC征象：肠变色、出血、回肠胀气或狭窄。分别在十二指肠、小肠的近中远端及结肠的近端和远端处取1~2cm代表段，用10%的甲醛立即固定，常规石蜡包埋，分别作组织形态学检查和免疫组织化学检测。
14肠道组织病理学检查
取上述近回盲段肠道组织1~2cm立即固定于10%甲醛中，石蜡包埋，切片，用苏木素伊红(HE)染色作组织病理学检查。肠组织病理评分标准采用双盲法评分[4]：0分，肠粘膜绒毛正常；1分，轻度肠上皮细胞脱落；2分，为中度伴有中度绒毛坏死；3分，为重度伴有全绒毛坏死；4分，透壁坏死。
15肠组织匀浆上清液中IL10含量的测定
将肠道组织其余部分在冰冷的生理盐水中漂洗、滤纸拭干称重约10mg左右，在冰水环境下用生理盐水和匀浆器制作成2ml肠组织匀浆，在4℃低温离心机3500r/min离心15分钟后取上清液分装于EP管中，置于-20℃冰箱中冷藏。采用Elisa双抗夹心法检测肠道组织匀浆中的IL10的含量，蛋白定量(双缩脲法)均按说明书进行操作检测。
16统计学处理
结果以均数±标准差(±s)表示。比较采用方差分析，用SPSS110统计软件进行统计分析。病理积分采用Ridit分析，P<0.05为显著性检验标准。
2结果
21肠道组织病理学改变的比较
B、C组病理组织学改变积分范围1~4分，有绒毛缩短的浅表上皮损伤到全粘膜坏死；D组病理组织学改变积分范围从0~2分，表现为小血管充血和少量的绒毛上皮细胞坏死。而B、C、D组与A组比较，P<0.01。
22组织匀浆上清液中IL10含量
A、B、C组IL10含量低于D组，差异有显著性(P<0.01)，见表1。表1肠组织匀浆上清液中IL10含量注：与A、B组比较，# P>0.05；与D组比较，* P<0.01。
3讨论
坏死性小肠结肠炎是新生儿时期严重的肠道疾病，也是新生儿尤其是未成熟儿早期死亡的重要原因，且随着低出生体重儿存活率的增加，NEC的发病率呈上升趋势。其发病机制仍不完全清楚，目前认为NEC是由于早产、缺氧、肠道喂养、细胞感染、肠道缺血等多种因素参与引起的肠坏死，牵涉到细胞因子与炎症因子等变化。但研究表明缺氧在NEC的病因中起着重要的作用，缺氧能使粘膜血流降低及诱导毛细血管内皮细胞的早期改变，最终导致肠道坏死。以前研究表明早产新生儿的肠道屏障对内脏的低灌注特别敏感，若围产期损伤导致肠系膜循环障碍，则可能诱导肠粘膜损伤，而导致局部的微生物群入侵粘膜屏障，这一过程导致炎症的级联放大反应，最终导致全肠道的NEC。致炎症细胞因子在上面提到的炎症级联放大反应是起着重要的作用，并且均参与了NEC的发病过程中，同时也启动了机体的抗炎反应及自动修复机制。
ITF由肠道杯状细胞合成，它能抵抗蛋白酶的消化，并为上皮细胞提供理想的保护。在离体和体内的研究中表明ITF在保护肠道粘膜的完整性、促进肠粘膜损伤后的重建与修复以及在肠粘液细胞的抗凋亡中有重要的作用。研究显示缺乏ITF的小鼠在粘膜损伤后不能很好愈合；而在小鼠的回肠末端过表达ITF的转基因鼠能明显抵抗肠道损伤；在急性结肠炎中ITF的修复能力被明显加强；重组ITF能部分保护内皮细胞免受缺氧诱导的屏障功能障碍[5~9]。本实验研究亦显示，在低氧诱导的新生wistar鼠的NEC的模型中，ITF明显缓解了新生鼠NEC模型的组织学损伤，由此提示ITF可用于缓解NEC，但其作用机理仍不完全清楚。
最近研究表明[10]，抗炎症因子IL10在NEC的发病机理中起着重要的作用。IL10是由单核巨噬细胞、B细胞Th细胞和上皮细胞产生，具有抗炎症特性，能够抑制多种致炎症因子和细胞介质免疫合成。研究表明，剔除了IL10的鼠能自发发展为慢性肠道炎症，而且在鼠的炎症性肠道疾病模型中，持续予以IL10干预能够阻止炎症性肠道疾病的发展，因此，在我们的NEC模型鼠中，内源性IL10含量的改变在NEC的发病机制中起着关键的作用。早产鼠细菌聚集在NEC发病中起着重要的作用，而且已报道，抗生素能降低人和动物NEC的发病率，尽管这一作用的分子机制仍不清楚，但研究已表明，抗生素治疗能够诱导肠道粘膜内源性IL10的表达。
总之，新生鼠NEC是研究人NEC发病机理高度相关和有价值的模型。我们研究表明，ITF对NEC的保护作用是与新生鼠模型中肠道IL10含量升高相关的，这一发现可能为新生儿NEC的防治工作开辟了一个新的视野。
参考文献
1Marchbank T, Cox HM, Goodlad RA, et al. Effect of ectopic expression of rat trefoil factor family 3(intestinal trefoil factor) in the jejunum of transgenic mice. J Biol Chem. 2001,276(26):24088~24096.
2Lin J, Holzman IR, Jiang P, et al. Expression of intestinal trefoil factor in developing rat intestine Biol Neonate. 1999,76(2):92~97.
3Dvorak B, Halpern MD, Holubec H, et al. Epidermal growth factor reduces the development of necrotizing enterocolitis in a neonatal rat model. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002,282(1):G156~164.
4Caplan MS, MillerCatchpole R, Kaup S, et al. Bifidobacterial supplementation reduces the incidence of necrotizing enterocolitis in a neonatal rat model Gastroenterology. 1999,117(3):577~583.
5严彩霞，张丙宏一种新型的肠黏膜保护剂肠三叶因子国外医学儿科学分册，2004，131(6)：297~299.
6Dvorak B, Halpern MD, Holubec, et al. Maternal milk reduces severity of necrotizing enterocolitis and increases intestinal IL10 in a neonatal rat model. Pediatr Res. 2003,53(3):426~433.
(武汉大学人民医院儿科武汉430060), http://www.100md.com(凌伟 刘胜武 张丙宏)
关键词：肠三叶因子；坏死性小肠结肠；
IL10坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)是新生儿时期严重的肠道疾病，也是新生儿尤其是未成熟儿早期死亡的主要原因，但其发病机制仍未完全清楚。目前认为NEC是出于早产、缺氧、肠道喂养、细菌感染、肠道缺血等多种因素参与引起的肠坏死，牵涉到细胞因子与炎症因子等变化。肠三叶因子(intestinal trefoil factor, ITF)为三叶肽家族之一，研究表明，ITF具有很强的细胞保护作用，可明显减轻多种损伤因子介导肠粘膜损害，它不仅具有一般生长因子所具有的促进细胞增殖与移行的能力，还具有独特的生理功能，即同粘液糖蛋白结合，稳定肠粘液层。因而ITF在肠道的自我保护和损伤后修复机制中占据重要地位[1]。Lin J[2]等认为，早产儿易患NEC是由于相对缺乏ITF所致。本研究采用新生Wistar大鼠的NEC模型，以给ITF为阳性对照，检测NEC后肠粘膜组织匀浆中IL10含量及肠道病理组织学检查，旨在探讨ITF对NEC的保护作用。
1材料和方法
11实验动物及分组
新生1日龄wistar大鼠鼠婴，雌雄不限，体重5~10g,由武汉大学人民医院科教处动物实验室提供。与母鼠同笼，母乳喂养。母鼠自由饮水，喂以条杆状动物饲料，室温15~25℃，自然采光。32只新生鼠随机分为4组,每组8只。A组为正常对照组；B组为NEC模型组；C组为NEC模型后予以皮下注射生理盐水0.2ml；D组为NEC模型后予以皮下注射ITF0.2mg。
12主要试剂
基因重组人小肠三叶因子(hITF)由北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室提供；IL10购于上海增健公司；双缩脲检测试剂合购自南京建成生物工程研究所。
13新生wistar鼠坏死性小肠结肠炎模型的制作[3]
先给缺氧舱通入氮气，调节流速，应用RSS5100型便携式数字测氧仪，测得舱内氮气浓度达100%[维持在(99.96±0.2)%]后，放入1日龄新生鼠1分钟后取出，接着放4℃冷环境中持续10min，每天两次。待治疗组给药后所有新生鼠均放回母鼠身边喂养，连续3天。至第4天断头处死新生鼠，取出十二指肠下端至直肠上端的肠道组织待检。肠道移出后，肉眼观察NEC征象：肠变色、出血、回肠胀气或狭窄。分别在十二指肠、小肠的近中远端及结肠的近端和远端处取1~2cm代表段，用10%的甲醛立即固定，常规石蜡包埋，分别作组织形态学检查和免疫组织化学检测。
14肠道组织病理学检查
取上述近回盲段肠道组织1~2cm立即固定于10%甲醛中，石蜡包埋，切片，用苏木素伊红(HE)染色作组织病理学检查。肠组织病理评分标准采用双盲法评分[4]：0分，肠粘膜绒毛正常；1分，轻度肠上皮细胞脱落；2分，为中度伴有中度绒毛坏死；3分，为重度伴有全绒毛坏死；4分，透壁坏死。
15肠组织匀浆上清液中IL10含量的测定
将肠道组织其余部分在冰冷的生理盐水中漂洗、滤纸拭干称重约10mg左右，在冰水环境下用生理盐水和匀浆器制作成2ml肠组织匀浆，在4℃低温离心机3500r/min离心15分钟后取上清液分装于EP管中，置于-20℃冰箱中冷藏。采用Elisa双抗夹心法检测肠道组织匀浆中的IL10的含量，蛋白定量(双缩脲法)均按说明书进行操作检测。
16统计学处理
结果以均数±标准差(±s)表示。比较采用方差分析，用SPSS110统计软件进行统计分析。病理积分采用Ridit分析，P<0.05为显著性检验标准。
2结果
21肠道组织病理学改变的比较
B、C组病理组织学改变积分范围1~4分，有绒毛缩短的浅表上皮损伤到全粘膜坏死；D组病理组织学改变积分范围从0~2分，表现为小血管充血和少量的绒毛上皮细胞坏死。而B、C、D组与A组比较，P<0.01。
22组织匀浆上清液中IL10含量
A、B、C组IL10含量低于D组，差异有显著性(P<0.01)，见表1。表1肠组织匀浆上清液中IL10含量注：与A、B组比较，# P>0.05；与D组比较，* P<0.01。
3讨论
坏死性小肠结肠炎是新生儿时期严重的肠道疾病，也是新生儿尤其是未成熟儿早期死亡的重要原因，且随着低出生体重儿存活率的增加，NEC的发病率呈上升趋势。其发病机制仍不完全清楚，目前认为NEC是由于早产、缺氧、肠道喂养、细胞感染、肠道缺血等多种因素参与引起的肠坏死，牵涉到细胞因子与炎症因子等变化。但研究表明缺氧在NEC的病因中起着重要的作用，缺氧能使粘膜血流降低及诱导毛细血管内皮细胞的早期改变，最终导致肠道坏死。以前研究表明早产新生儿的肠道屏障对内脏的低灌注特别敏感，若围产期损伤导致肠系膜循环障碍，则可能诱导肠粘膜损伤，而导致局部的微生物群入侵粘膜屏障，这一过程导致炎症的级联放大反应，最终导致全肠道的NEC。致炎症细胞因子在上面提到的炎症级联放大反应是起着重要的作用，并且均参与了NEC的发病过程中，同时也启动了机体的抗炎反应及自动修复机制。
ITF由肠道杯状细胞合成，它能抵抗蛋白酶的消化，并为上皮细胞提供理想的保护。在离体和体内的研究中表明ITF在保护肠道粘膜的完整性、促进肠粘膜损伤后的重建与修复以及在肠粘液细胞的抗凋亡中有重要的作用。研究显示缺乏ITF的小鼠在粘膜损伤后不能很好愈合；而在小鼠的回肠末端过表达ITF的转基因鼠能明显抵抗肠道损伤；在急性结肠炎中ITF的修复能力被明显加强；重组ITF能部分保护内皮细胞免受缺氧诱导的屏障功能障碍[5~9]。本实验研究亦显示，在低氧诱导的新生wistar鼠的NEC的模型中，ITF明显缓解了新生鼠NEC模型的组织学损伤，由此提示ITF可用于缓解NEC，但其作用机理仍不完全清楚。
最近研究表明[10]，抗炎症因子IL10在NEC的发病机理中起着重要的作用。IL10是由单核巨噬细胞、B细胞Th细胞和上皮细胞产生，具有抗炎症特性，能够抑制多种致炎症因子和细胞介质免疫合成。研究表明，剔除了IL10的鼠能自发发展为慢性肠道炎症，而且在鼠的炎症性肠道疾病模型中，持续予以IL10干预能够阻止炎症性肠道疾病的发展，因此，在我们的NEC模型鼠中，内源性IL10含量的改变在NEC的发病机制中起着关键的作用。早产鼠细菌聚集在NEC发病中起着重要的作用，而且已报道，抗生素能降低人和动物NEC的发病率，尽管这一作用的分子机制仍不清楚，但研究已表明，抗生素治疗能够诱导肠道粘膜内源性IL10的表达。
总之，新生鼠NEC是研究人NEC发病机理高度相关和有价值的模型。我们研究表明，ITF对NEC的保护作用是与新生鼠模型中肠道IL10含量升高相关的，这一发现可能为新生儿NEC的防治工作开辟了一个新的视野。
参考文献
1Marchbank T, Cox HM, Goodlad RA, et al. Effect of ectopic expression of rat trefoil factor family 3(intestinal trefoil factor) in the jejunum of transgenic mice. J Biol Chem. 2001,276(26):24088~24096.
2Lin J, Holzman IR, Jiang P, et al. Expression of intestinal trefoil factor in developing rat intestine Biol Neonate. 1999,76(2):92~97.
3Dvorak B, Halpern MD, Holubec H, et al. Epidermal growth factor reduces the development of necrotizing enterocolitis in a neonatal rat model. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002,282(1):G156~164.
4Caplan MS, MillerCatchpole R, Kaup S, et al. Bifidobacterial supplementation reduces the incidence of necrotizing enterocolitis in a neonatal rat model Gastroenterology. 1999,117(3):577~583.
5严彩霞，张丙宏一种新型的肠黏膜保护剂肠三叶因子国外医学儿科学分册，2004，131(6)：297~299.
6Dvorak B, Halpern MD, Holubec, et al. Maternal milk reduces severity of necrotizing enterocolitis and increases intestinal IL10 in a neonatal rat model. Pediatr Res. 2003,53(3):426~433.
(武汉大学人民医院儿科武汉430060), http://www.100md.com(凌伟 刘胜武 张丙宏)