当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华创伤杂志》 > 1998年第4期
编号:10228142
严重烧伤早期中性粒细胞在肝脏中的聚集机制及参与肝脏损害的研究
http://www.100md.com 《中华创伤杂志》 1998年第4期
     作者:王晓军 罗向东 罗勤 杨宗城

    单位:王晓军 罗向东 罗勤 杨宗城 400038 重庆,第三军医大学附属西南医院烧伤研究所

    关键词:烧伤;中性粒细胞;粘附力;P-选择素;细胞间粘附分子-1

    中华创伤杂志980413 【摘要】 目的 研究中性粒细胞在肝脏中的聚集、滞留机制及参与肝细胞损伤的作用。方法 应用生物力学技术、流式细胞技术等方法,观察了烧伤病人血清对培养人肝细胞和肝窦内皮细胞间粘附力,以及P-选择素及细胞间粘附分子-1(ICAM-1)在两种细胞中表达情况的影响。结果 (1)严重烧伤后早期中性粒细胞在肝脏中有聚集;(2)肝细胞和中性粒细胞在烧伤血清作用下粘附力以2小时为最强;(3)肝细胞正常情况下无P-选择素和ICAM-1表达,烧伤血清作用后ICAM-1表达增强。肝窦内皮细胞在正常情况下有少量P-选择素和ICAM-1表达,烧伤血清作用后表达增加。结论 严重烧伤后中性粒细胞在肝脏中的渗出和聚集及加重肝脏功能损害,是中性粒细胞、细胞因子和粘附分子协同作用的结果。
, 百拇医药
    Study on Mechanism of Neutrophil Aggregation in Liver and Its Effect on Hepatocytic Injury WANG Xiao-jun, LUO Xiang-dong, LUO Qin, et al. Burn Research Institute, Southwestern Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400038

    【Abstract】 Aim To study the mechanism of neutrophil aggregation in the liver and its effect on hepatocytic injury after severe burns during early postburn phase. Methods The change of intercellular adhesive force between neutrophils and hepatocytes, and the changes of the expression of P-selectin and intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) on the hepatocytes and hepatic sinusoidal endothelial cells (HSECs) were observed dynamically with flow cytometry and micropipette aspiration system under the influence of the burn patient's serum. Results (1)There were polymorphonuclear neutrophils (PMNs) in the liver at the very early stage after burn. (2) In the presence of burn patient's serum, the intercellular adhesive force between neutrophils and hepatocytes reached its top level at 2 hour after co-cultivation. (3) There were no P-selectin or ICAM-1 expression in the normal hepatocytes. Under the influence of burn patient's serum, the expression of P-selectin increased significantly in HSECs but not in hepatocytes,and the expression of ICAM-1 increased significantly in hepatocytes and HSECs. Conclusion The synergistic role of neutrophils, cytokines and adhesion molecules is to creat the extravasation, aggregation and the toxic effects of the neutrophils in the liver after severe burns.
, 百拇医药
    【Key words】 Burns Neutrophil Adhesive force P-selectin Intercellular adhesion molecule-1

    严重烧伤后早期中性粒细胞在肝脏中的聚集、滞留,是加重肝细胞损伤的主要因素。笔者进行载体及体外细胞复合培养,动态观察了烧伤病人(面积50%以上、Ⅱ~Ⅲ度)血清对肝细胞和中性粒细胞间粘附力的影响,P-选择素和细胞间粘附分子-1(ICAM-1)在两种细胞中表达的影响,以期探讨中性粒细胞在肝脏中的聚集机制及其对肝细胞的损伤。

    材料与方法

    1.大鼠烧伤模型制作:选用健康Wistar大鼠25只,体重(250±330)g,随机分为正常对照组(鼠数=5)和烧伤组(鼠数=20),设4个时相点(2,6,12,24小时),每时相点5只,烧伤组用本所常规方法造成30%TBSAⅢ度烧伤(病理切片证实),伤后腹腔注射等渗盐水0.04ml/g体重抗休克,正常对照组除不烧伤外,其他处理相同。
, 百拇医药
    2.肝组织中髓过氧化物酶(MPO)测定:见参考文献[1],单位10μmol.s-1.L-1

    3.形态学观察:在烧伤后以上时相点取肝脏各一块,苏木素和伊红(HE)染色后观测。

    4.人肝细胞和窦状内皮细胞的培养:见参考文献[2],以2×105/ml接种于六孔培养板中,在37℃,5%CO2孵箱内培养,肝细胞培养4天,肝窦内皮细胞培养8天开始实验。

    5.人烧伤血清的获得:50%以上Ⅱ~Ⅲ度烧伤病人,伤后48小时内抽血分离血清,56℃、30分钟灭活补体制成20%的烧伤血清1640合成培养液。

    6.中性粒细胞的分离纯化:在开始实验前2小时抽正常人血,用等量的淋巴细胞分离液离心4000~6 000g 30分钟取中层中性粒细胞,用梯度浓度溶解残留的红细胞,纯化中性粒细胞,涂片染色证实为中性粒细胞,其纯度和存活率大于95%。
, 百拇医药
    7.肝细胞和中性粒细胞粘附力的测定:培养4天完全附壁于培养腔的肝细胞,放入已分离纯化的中性粒细胞,分正常对照组和烧伤血清作用组,以孵育1,2,6,12,24小时运用微管吸吮系统测定将中性粒细胞从肝细胞上拉开的拉力,用公式Fa=△P×πRP2(其中Fa:粘附力,△P:100×mm H2O,Rp:微管的直径)计算粘附力。

    8.肝细胞、肝窦内皮细胞中P-选择素和ICAM-1表达的检测(流式细胞术):将培养4天的肝细胞和培养8天的肝窦内皮细胞分成两组,即正常对照组(不加烧伤血清)和实验组(加入烧伤血清),设1,2,6,12,24小时五个时相点,用胶原酶消化2~3分钟,将附壁的细胞游离,用PBS液离心清洗,加入适当稀释的P-选择素单抗(苏州医学院血栓病研究所)和ICAM-1单抗(德国宝灵曼公司),在4℃冰箱中孵育30分钟,PBS液清洗后加入相应的荧光抗体,在4℃冰箱中孵育30分钟,PBS清洗后上机检测。

    9.统计学处理:以均值±标准误(±s)表示,采用t检验。
, 百拇医药
    结 果

    1.烧伤后大鼠肝脏中MPO活性的变化(表1)。

    表1 30%TBSAⅢ度烧伤大鼠肝脏中MPO活性的变化(μmol.s-1.L-1,±s)(鼠数=5) 烧伤后时间(h)

    0

    2

    6

    12

    24
, 百拇医药
    MPO活性

    0.13±0.03

    0.25±0.08**

    0.32±0.11**

    0.23±0.07**

    0.29±0.12**

    与烧伤前(正常对照)比较,**P<0.01

    2.光镜显示:从6小时开始至24小时检测的三个时相点肝组织中荻氏间隙增宽,并可见大量的中性粒细胞和单核细胞进入其中。

    3.烧伤血清对肝细胞和中性粒细胞粘附力的影响(表2)。表2 烧伤血清对培养的人肝细胞和中性粒细胞粘附力的影响(mN×10-6,±s)(鼠数=10) 组别
, 百拇医药
    孵育时间(h)

    1

    2

    6

    12

    24

    正常对照组

    6.2±5.62

    12.4±6.08

    28.6±8.77

    28.6±5.55

    34.0±10.56

    烧伤血清组
, 百拇医药
    18.8±7.59*

    49.4±13.77**

    27.0±7.91

    18.6±6.87

    6.5±4.78**

    ICAM-1单抗组

    10.5±6.16

    14.7±6.42△△

    9.7±5.98*

    12.6±6.78
, 百拇医药
    6.2±4.14

    与正常对照组比较,*P<0.05 **P<0.01 与烧伤血清作用组比较,P<0.05 △△P<0.01

    4.烧伤血清作用下肝细胞及肝窦内皮细胞中P-选择素和ICAM-1的表达(表3,4)。表3 培养的人肝细胞、肝窦内皮细胞中加入烧伤血清后P-选择素的表达(%,±s)(鼠数=5) 细胞种类

    孵育时间(h)

    0

    1
, http://www.100md.com
    2

    6

    12

    肝细胞

    2.1±0.02

    2.1±0.18

    2.1±0.14

    2.2±0.21

    2.1±0.09

    肝窦内皮细胞

    7.2±0.08

    18.4±1.03**
, 百拇医药
    11.5±1.54*

    20.8±2.34**

    21.5±1.98**

    与正常对照组比较,*P<0.05 **P<0.01表4 培养的人肝细胞、肝窦内皮细胞中加入烧伤血清后ICAM-1的表达(%,±s)(鼠数=5) 细胞种类

    孵育时间(h)

    0

    1
, 百拇医药
    2

    6

    12

    肝细胞

    2.3±0.24

    35.5±6.02**

    32.1±4.28*

    48.5±5.94**

    46.3±4.96**

    肝窦内皮细胞

    24.3±2.42
, 百拇医药
    31.3±5.29

    40.6±7.42**

    54.01±7.04**

    79.9±11.06**

    与正常对照组比较,*P<0.05 **P<0.0

    讨 论

    近年来已认识到严重烧伤后早期中性粒细胞在脏器中聚集及加重脏器损害,但在肝脏中的中性粒细胞渗出及聚集机制及对肝细胞损害的影响,目前尚少见报道,笔者对此进行研究探讨。

    从本实验结果可以看出,严重烧伤后早期肝脏中即有中性粒细胞聚集,光镜证实从6小时开始肝脏的荻氏间隙有大量的中性粒细胞和单核细胞,反映中性粒细胞活性和数量的粒细胞嗜天青颗粒中的MPO酶在烧伤后各时相点明显增高,且以6小时为最高。Fukushima等[3]亦提出严重烧伤后,肝脏中的MPO明显升高。Suzuki等[4]在第一个24小时内肝脏缺血/再灌注损伤实验中证实,肝组织的MPO活性从缺血再灌注1小时即有明显升高,后维持在一个较高水平,24小时到达峰值。本所以往研究结果显示,烧伤血清可以直接损伤肝细胞,在中性粒细胞的参与下损伤明显加重,肝细胞和中性粒细胞的粘附是加重肝细胞损害的重要因素之一[5]。烧伤血清含有烧伤后多种毒性成份的、较接近活体上的多因素损伤。罗向东等[1]同样证实了烧伤血清可以活化中性粒细胞,而活化的中性粒细胞对肝细胞损伤是多方面的,其中的几种主要成份如髓过氧化酶、组织蛋白酶G、弹性蛋白酶、溶菌酶等对肝细胞有明显损伤作用。Luis等[6]认为,在肝脏缺血/再灌注损害中主要是中性粒细胞、细胞因子和粘附分子,而中性粒细胞在损害的发生发展中起关键作用。Suzuki等[4]用FK506(一种大环内脂类抗生素,抑制T细胞活化过程中IL-1、IL-4、TNF-α、TNF-r基因转录,抑制细胞因子合成),可以明显减轻中性粒细胞的渗出和滞留,降低肝脏功能的损害。
, http://www.100md.com
    肝脏是由多种细胞组成的复杂器官,其中肝细胞、枯否细胞和肝窦内皮细胞是三种主要细胞。本实验结果证实正常状态下肝细胞无P-选择素和ICAM-1的表达,表中所示的少量表达,并无波动,可能为非特异性荧光本底。烧伤血清刺激后肝细胞仍无P-选择素的表达,ICAM-1在刺激后表达明显增加,6小时最高,肝窦内皮细胞正常情况下即有少量的P-选择素和ICAM-1表达,烧伤血清刺激后表达明显增强。Naeem等[7]提出,ICAM-1在肝窦内皮细胞和肝细胞的表达及Mac-1(CD11b/CD18)在中性粒细胞中的表达对中性粒细胞参与实质细胞的损伤是必需的。笔者进一步运用微管吸吮技术[8]直接、定量地测定了烧伤血清作用后中性粒细胞和肝细胞间的粘附,提供了更直接的证据。所以,严重烧伤后多种毒性成份的损伤和缺血/再灌注损伤的刺激,引起肝窦内皮细胞表达P-选择素,协同其他因素调控中性粒细胞的渗出,肝窦内皮细胞、肝细胞(主要)表达ICAM-1,中性粒细胞表达CD11/CD18,造成了中性粒细胞和肝细胞肝窦内皮细胞的粘附,使中性粒细胞聚集、滞留于肝脏,加重肝脏损害。
, 百拇医药
    综上所述,严重烧伤后中性粒细胞在肝脏中的渗出和聚集以及加重肝脏功能损害,是中性粒细胞、细胞因子、粘附分子协同作用的结果,其中中性粒细胞与肝细胞的粘附行为是加重肝脏损害的重要因素。

    参考文献

    [1]罗向东,杨宗城,黎鳌.家兔烧伤早期内脏血管内皮细胞损伤的变化.第三军医大学学报, 1995, 17∶279-283.

    [2]王晓军,罗向东,杨宗城.人肝细胞和肝窦内皮细胞的分离和培养.第三军医大学学报, 1996, 16∶379-380.

    [3]Fukushima R, Alexand JW, Ganotti L. Bacterial translocation-related mortality may be assoiated with neutrophil-mediated organ damage. Shock, 1995, 3∶323-328.
, 百拇医药
    [4]Suzuki SL, Yoledo-pereyra H, Rodrigu FJ. Role of neutrophils during the first 24 hours after liver ischemia and reperfusion injury. Transplantation proceeding, 1994, 26∶3692-3700.

    [5]王晓军,罗向东,罗勤,等.烧伤血清和中性粒细胞损伤肝细胞的实验研究.解放军医学杂志, 1997, 22∶324-326.

    [6]Luis H, Pereyra T, Shohachi S, et al. Neutrophils, cytokines and adhesion molecules in hepatic ischemia and reperfusion injury. J Am College Surgeons, 1994, 179∶758-762.
, 百拇医药
    [7]Naeem A, Essani, Michael A, et al. Cytokine-induced upregulation of hepatic intercellular adhesion molecule-1 message RNA expression and its role in the pathophysiology of murine endotoxin shock and acute liver failure. Hepatology, 1995, 21∶1632-1639.

    [8]Paul KLS, Peter K, Fauslo M. Force contribution of IFA-1/ICAM-1 complex to T cell adhesion. J Cell Science, 1992, 103∶259-266.

    (收稿:1997-09-10 修回:1998-02-18), http://www.100md.com