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编号:10242185
兔内毒素休克模型中秋水仙碱对血清肿瘤坏死因子活性的影响
http://www.100md.com 《中华传染病杂志》 1999年第1期
     作者:倪武 周明行 王国俊

    单位:200003 上海,第二军医大学长征医院

    关键词:秋水仙碱;内毒素;肿瘤坏死因子

    中华传染病杂志990110 【摘要】 目的 观察秋水仙碱(Col)对兔受内毒素(LPS)刺激后血清肿瘤坏死因子(TNF)活性改变的影响。方法 将12只新西兰兔随机分为A、B两组,A组动物分别于LPS注射前67小时起腹腔注射生理盐水(NS)0.2ml/kg作为空白对照,B组则按相同时间间隔腹腔注射Col 0.5mg/kg。所有动物经卡介苗(BCG)致敏后静脉注射LPS 2μg/kg诱发休克。结果 预先注射Col能显著降低动物血清TNF峰值浓度(P<0.05);治疗组平均动脉压(MAP)和全血白细胞数(WBC)下降程度也较对照组明显减轻。结论 Col对动物体内TNF的合成或分泌具有抑制作用。

    Effect of colchicine on the changes of serum activity of tumour necrosis factor in rabbits with endotoxic shock
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    NI Wu,ZHOU Mingxing, WANG Guojun.

    Department of Infectious Diseases, Changzheng Hospital, Second Military Medical University, Shanghai, 200003

    【Abstract】 Objective In order to determine the effect of colchicine(Col) on the changes of serum activity of tumour necrosis factor (TNF) induced by lipopolysaccharide(LPS) in rabbits.Methods Twelve New Zealand white rabbits were equally divided into 2 groups, namely group A and group B. Rabbits in group A were intravenously administered with 0.2ml/ kg of normal saline (NS) from 67h before LPS inje-ction,while those in group B were given 0.5mg/ kg of Col instead of NS at the same time course.Endotoxic shock was induced by intravevous injection of 2μg/ kg of LPS after the challenge by Bacillus Calmette-Guérin(BCG). Results Prior infusion of Col significantly decreased the peak levels of serum TNF activity (P<0.05), and prevented the rabbits from decrease of mean arterial pressure (MAP) and white blood cell (WBC) count.Conclusion Col can inhibit the synthesis or secretion of TNF in vivo.
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    【Key words】 Colchicine Lipopolysaccharides Tumor necrosis factor

    肿瘤坏死因子(TNF)是人体多种疾病发病过程中的重要病理性介质。近年来,国内外学者研究表明,秋水仙碱(Col)对TNF的毒性具有拮抗作用,但其机制尚未完全阐明。本实验于在体条件下观察了Col对TNF活性的影响,现报道如下。

    材料和方法

    一、材料

    (一) 实验动物 新西兰白兔(NZW兔)12只,雌雄均有,体重1.7~2.5kg,第二军医大学动物中心提供。

    (二) 主要试剂 1. 卡介苗(BCG):上海生物制品研究所产品,临用时以生理盐水配成10mg/ ml。 2. 大肠杆菌内毒素(LPS,E.Coli 055B5):第二军医大学微生物教研室产品,以生理盐水配成4μg/ ml。 3. Col:为德国Serva公司产品,以生理盐水配成2.5mg/ ml。
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    (三) 仪器 1. Heliger多导监测仪:德国产品。 2. 静脉输液泵:上海电表厂产品。 3. 二氧化碳培养箱:德国产品。 4. 倒置相差显微镜:四川成都光学仪器厂产品。

    二、方法

    (一) 动物实验步骤 取NZW兔12只,随机平均分成A、B两组;每组动物于10天前背部皮下注射BCG 2mg致敏。A组动物自LPS注射前67小时起,每隔24小时于耳缘静脉注射生理盐水0.2ml/ kg,并于LPS注射前4小时重复注射一次;B组动物采用与A组动物同样注射方法,以Col代替生理盐水,剂量为0.5mg/ kg;实验开始时,将动物用特制兔架固定体位为仰卧位,四肢伸展;室温控制为25~28°C;1%利多卡因局部麻醉下,分别分离暴露股动、静脉后以20F套管针穿刺置管并固定,动脉接Heliger多导监护仪,监测并记录平均动脉压(MAP),静脉接输液泵,以生理盐水 4ml.kg—1.min—1维持补液;以上操作结束后,让动物静息约40分钟,继而每组动物予股静脉注射LPS 2μg/ kg;LPS注射前20分钟(T0)、注射前即刻(T1)、及注射后30分钟(T2)、60分钟(T3)和120分钟(T4)分别记录MAP,并从股静脉采血3ml,同时予706代血浆3ml静脉注射补液;血标本在光学显微镜下计数血白细胞(WBC)后,分离血清,—30°C冻存送检血清TNF活性;实验结束时,存活动物于股静脉内注射空气处死。
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    (二) 血清TNF活性测定 采用对数生长期的小鼠成纤维细胞(L929细胞),以细胞毒性法测定TNF活性,方法参照文献[1]。

    (三) 数据处理 定量资料两组数据比较采用t检验,多组数据间比较经方差分析(F检验)差异显著后,各组间以Student-Newman-Keuls检验两两作比较。

    结果

    一、Col对NZW兔血清TNF活性的影响

    见表1,LPS注射前和注射后30分钟时,两组动物血清TNF活性差异均无显著性(P>0.05),而LPS注射后60分钟时Col治疗组血清TNF水平显著低于对照组(P<0.05),120分钟时,两组差异有极显著性(P<0.01)。

    表1 LPS注射前后各组动物血清TNF活性(,U/ ml) 组别
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    T1

    T2

    T3

    T4

    A组

    933.3

    ±786.6

    9 333.3

    ±4 572.4

    31 066.7

    ±17 146.3

    19 200.0
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    ±9 863.1

    B组

    813.3

    ±577.8

    8 000.0

    ±3 919.2

    12 800.0

    ±7 010.8*

    4 800.0

    ±4 293.3**

    注:*同期两组比较t=2.42,P<0.05; **同期两组比较t=3.25,P<0.01
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    如图1所示,两组动物分别在LPS注射后30分钟(T2)血清TNF即明显升高(P<0.05),并于60分钟(T3)时达高峰,120分钟(T4)时其活性明显下降(P<0.05)。

    图1 LPS注射前后兔血清TNF水平

    二、Col预处理对NZW兔注射LPS后血压改变的影响

    两组动物T1期和与T0期MAP差异均无显著性(图2),而注射LPS后30分钟(T2)MAP均较注射前(T1)显著降低(P<0.05);对照组MAP进行性下降,于120分钟(T4)时达最低点,而Col治疗组在T4期MAP已较T3期略有回升(统计学比较差异无显著性,P>0.05)。
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    图2 LPS注射前后两组动物MAP变化

    两组MAP同期作比较(表2),T0~T2期均无显著差异,而治疗组(B组)在T3、T4期时MAP均分别显著高于治疗组(P<0.05)。

    表2 LPS注射前后各组动物血清MAP() 组别

    T0

    T1

    T2

    T3
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    T4

    A组

    1

    0.989±0.039

    0.528±0.092

    0.351±0.290

    0.339±0.384

    B组

    1

    0.968±0.031

    0.706±0.246

    0.682±0.123*
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    0.764±0.136**

    注:表中所示MAP为动物各期MAP与其T0期MAP比较的相对值;*两组同期比较t=2.57,P<0.05;**两组同期比较t=2.55,P<0.05

    三、Col预处理对NZW兔注射LPS后血白细胞数改变的影响

    如图3所示,两组动物注射LPS后30分钟全血WBC数即明显降低。

    图3 LPS注射前后两组动物全血WBC数变化

    两组同期WBC数比较,T2期时Col治疗组明显高于对照组(P<0.05),而其余各期两组均无显著差别(表3)。提示Col预处理的动物注射LPS后血WBC下降可能较对照组延迟。
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    表3 LPS注射前后各组动物全血WBC数(,×109/L) 组别

    T1

    T2

    T3

    T4

    A组

    7.9±1.8

    2.4±0.4

    2.6±0.8

    4.1±3.3
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    B组

    6.8±2.4

    4.4±1.6*

    4.0±1.6

    3.2±1.9

    注:*同期两组比较t=3.10,P<0.05

    四、Col预处理对NZW兔注射LPS后死亡率的影响

    A组动物死亡3只,B组无1只死亡,但两者死亡率差异无显著性(χ2检验,P>0.05)。

    讨论

    Col是从百合科植物秋水仙或丽江茨菇的球茎和种子中提取的一种生物碱,目前已可化学合成。它曾被用于痛风、乳腺癌、疟疾和白塞病等的治疗。我们以往的研究显示,Col能有效防止四氯化碳引起的动物肝损伤,并对慢性病毒性肝炎及重型肝炎具有较好的疗效[2],但其机制尚未完全阐明。近来研究证实,TNF是慢性肝病及重型肝炎发病过程中的重要病理性介质[3],Col对TNF的影响也引起了广泛关注。Tiegs等[4]报道,预先给予Col能有效保护外源性TNFα引起的小鼠肝坏死;Ding等[5]发现,Col及其它微管抑制剂(长春新碱、长春花碱、鬼臼毒素和诺考哒唑等)均能可逆性抑制体外培养的人巨噬细胞和脐静脉内皮细胞表达TNFα-R。李卓娅等[6]报道,Col能剂量依赖性地抑制体外培养的单核巨噬细胞转录和分泌TNFα。
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    本研究发现,动物在注射LPS后血清TNF活性呈一过性升高,其高峰出现在LPS注射后60分钟,并伴随有血压下降和WBC减少等类似于感染性休克的表现,且LPS注射后不同时期血清TNF浓度与MAP及WBC下降程度相平行;提前67小时起静脉注射Col的动物受到LPS攻击后,血清TNF峰值浓度及MAP下降程度均显著低于对照组,WBC数减少亦较对照组延迟;Col治疗组中无一例动物死亡,而对照组中3/6死亡,两者差异无显著性,其原因可能为实验动物例数较少所致,这有待进一步验证。我们于在体条件下直接证明了Col对动物体内TNF活性具有抑制作用,并对LPS的攻击具有保护作用。

    目前Col抑制TNF活性的机制亦未明确,Col可能在不同水平影响了TNF的产生:(1) 可能在TNFα mRNA转录水平发生作用:已有实验表明[6],LPS能促进巨噬细胞微管聚合及TNFα mRNA表达增加,而加入Col后微管解聚,TNFα mRNA表达亦减少;(2) Col可能在TNF的蛋白运输、修饰和分泌水平发生作用,Baldari等[7]报道,IL-1前体与微管结合后将有利于它沿着微管系统被转运至细胞特定部位(如高尔基体)进行修饰并分泌。李卓娅等[6]在巨噬细胞中发现TNFα有明显的局部胞浆定位,正提示了TNFα运输、加工过程中可能也依赖于微管系统的功能,Col可能通过使微管解聚,干扰了这一过程。
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    目前关于慢性肝炎和重型肝炎的发病机制及治疗方法仍是困扰广大医务工作者的难题。虽然已经发现TNF为介导肝毒性的重要病理性介质,但尚缺乏直接抑制其合成及毒性作用的有效而实用的手段。Col用药经济、方便,毒副作用较低,进一步深化Col拮抗TNF毒性机制的研究,将为临床应用Col治疗病毒性肝炎(尤其是重型肝炎)提供更充分的理论依据。此外,鉴于TNF为体内介导感染性休克的主要病理性介质[8],早期应用Col可能对预防和治疗感染性休克具有一定的作用。

    参考文献

    1 Ruff MR, Gifford GE. Purification and pohysico-chemical characterization of rabbit tumor necrosis factor. J Immunol, 1980, 125:1671-1677.

    2 周明行,陈保龙,钟佛锦,等.秋水仙碱治疗肝炎系列研究报告——动物实验及临床病例观察.解放军医学杂志,1993,18:19-23.
, 百拇医药
    3 袁良平,顾长海,王宇明.肿瘤坏死因子在暴发性肝衰竭中的意义.中华传染病杂志,1994,12:36-39.

    4 Tiegs G, Freudenberg MA, Galanos C, et al. Colchicine prevents tumor necrosis factor-induced toxicity in vivo. Infect Immun, 1992, 60:1941-1945.

    5 Ding AH, Porteu F, Sanchez E, et al. Downregulation of tumor necrosis factor receptors of macrophages and endothelial cells by microtubule depolymerizing agents. J Exp Med, 1990, 171: 715-727.

, 百拇医药     6 李卓娅,冯新为.秋水仙碱对巨噬细胞分泌TNF-α的影响.中国免疫学杂志,1995,11:70-74.

    7 Baldari CT, Telford JL. The intracellular precursor of IL-1 is associated with microtubules in activated U-937 cells. J Immunol, 1989, 142:785-789.

    8 Marks JM, Marks CBM, Luce JM, et al. Plasma tumor necrosis factor in patients with septic shock. Motality rate, incidence of adult respiratory distress syndrome, and effect of methylprednisolone administration. Am Rev Respire Dis, 1990, 141:94-99.

    (收稿:1998-01-19 修回:1998-09-15), 百拇医药