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编号:10271418
α-MSH对EGTA发热的作用*
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第4期
     作者:胡巢凤 王彦平 王华东 李楚杰

    单位:暨南大学医学院 病理生理教研室 发热研究室(广州 510632)

    关键词:黑素细胞刺激素;发热;促皮质激素释放激素

    中国病理生理杂志990404 摘要 目的:观察α-MSH对EGTA发热反应的作用及其可能机制。方法:建立EGTA发热模型;在离体条件下,应用Fura-2荧光指示剂测定细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i);体外培养下丘脑神经细胞。结果:α-MSH能明显抑制EGTA性发热反应(P<0.01);EGTA可以降低下丘脑神经细胞[Ca2+]i 水平(P<0.01),但α-MSH不影响正常下丘脑神经细胞[Ca2+]i及EGTA对下丘脑神经细胞[Ca2+]i 的作用(P>0.05);EGTA可刺激体外培养的下丘脑神经细胞释放CRH (P<0.05),而α-MSH能抑制EGTA的这种作用 (P<0.05)。结论:α-MSH抑制中枢发热介质CRH的产生可能是降低EGTA发热反应的主要机制之一;中枢CRH的产生和释放增加可能是EGTA性发热的一个重要因素。
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    The effect of α-MSH on EGTA-induced fever

    HU Chao-Feng, WANG Yan-Ping, WANG Hua-Dong, LI Chu-Jie

    Department of Pathophysiology, Research Institute of Fever, Medical

    College of Jinan University, Guangzhou (510632)

    Abstract AIM: To investigate the effect of α-MSH on fever induced by EGTA and its possible mechanism.METHODS:EGTA evoked a rise in colonic temperature. The intracellular free calcium([Ca2+]i) in isolated cells from hypothalamus was examined using spectrofluormetry with fura-2 and hypothalamic cells were cultured in vitro.RESULTS:α-MSH could markedly suppressed febrile response (P<0.01). The level of [Ca2+]i decreased while cells were exposed to medium containing EGTA (P<0.01),but α-MSH had no effect on this decrease action (P>0.05). The corticotropin releasing hormone (CRH) content of culture supernatant significantly elevated when hyperthermic cells were incubated in the presence of EGTA (P<0.05).CONCLUSION:The effect of α-MSH preventing CRH production in the hypothalamus may play a main role in α-MSH antipyretic action and CRH may be an important factor in the mechanism of EGTA-induced fever.
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    MeSH Melanocyte-stimulating hormone; Fever; Corticotrophin releasing hormone

    本实验室早先的研究发现,家兔侧脑室灌注EGTA络合中枢神经细胞外Ca2+,降低下丘脑细胞内Ca2+含量引起体温升高,若灌注CaCl2则抑制EGTA性发热[1]。已知α-黑素细胞刺激素(α-melanocyte-stimulating hormone, α-MSH)是一种具有显著解热作用的神经肽,能降低内毒素、IL-1、肿瘤坏死因子等多种致热原引起的体温升高[2,3,6]。然而, α-MSH对EGTA性发热反应的作用尚待探讨。本研究旨在观察α-MSH对家兔EGTA性发热反应的影响及其可能机制,这对于进一步揭示α-MSH的解热机制有重要理论意义。

    材料和方法
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    一、实验动物及侧脑室插管:

    健康封闭群新西兰家兔20只,体重2.1~3.0 kg,雌雄不拘。侧脑室插管方法见前文[4]

    二、实验分组及步骤:

    侧脑室灌注物及分组见表1:试剂均用人工脑脊液(ACSF)稀释。观察体温变化1 h。

    表1 各组灌注物

    Tab 1 Perfusate of each group Group

    Perfusate (mL)

    ACSF

    ACSF 0.25
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    EGTA

    4 mmol/L EGTA 0.2+ACSF 0.05

    α-MSH+EGTA

    200 ng α-MSH 0.05+4 mmol/L EGTA 0.2

    α-MSH

    200 ng α-MSH 0.05+ACSF 0.2

    三、下丘脑神经细胞[Ca2+]i测定[5]:

    1.神经细胞悬液制备:家兔迅速断头,取下丘脑组织置冰冷的Hanks液中除去血管和残留血液,转入含0.5 mL冰冷Hanks液的烧杯中剪碎,再移入试管,加适量0.125%胰酶,37℃水浴振荡20 min。用0.5 mL含小牛血清的DMEM培养液终止消化,经200目过筛后,1500 r/min离心5 min,弃上清液,沉淀用DMEM培养液悬浮。取少量细胞悬液,用台盼蓝排斥反应检测细胞存活率在90%以上,调整细胞密度至1×109/L。
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    2.Fura-2/AM负载:在上述制备的细胞悬液中加入Fura-2/AM (终浓度为5 μg, 37℃水浴振荡温育50 min,1500 r/min离心5 min,弃上清液,沉淀用Hanks液冲洗2次。实验分4组:Ⅰ组用Hanks液悬浮细胞;Ⅱ组用0.4 mmol/L EGTA的Hanks液;Ⅲ组为含0.4 mmol/L EGTA和125 μg/L α-MSH的Hanks液;Ⅳ组为含125 μg/L α-MSH的Hanks液悬浮细胞。置37℃温育10 min后,用荧光分光光度计检测。

    四、下丘脑神经细胞培养:

    下丘脑神经细胞悬液制备法与上面相同。沉淀细胞用含10%小牛血清的DMEM培养液培养,调整细胞密度至1×1010/L。实验分4组:对照组:用DMEM培养液培养;EGTA组:加2 mmol/L EGTA的DMEM培养液;α-MSH+EGTA组:含有10-4 mmol/Lα-MSH和2 mmol/L EGTA的DMEM培养液;α-MSH组:加10-4 mmol/L α-MSH的DMEM培养液细胞。置体积分数为37℃、5%CO2培养箱中培养1 h。离心、收集上清,置-20℃冰箱保存待测。用放射免疫方法测定上清CRH含量。
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    五、体温反应指标及数据处理:

    体温反应指标用平均体温反应曲线,1 h体温反应指数(TRI1)及最大体温反应高度ΔT(℃)表示。所有数据用±s表示;用t检验判断均数差异显著性。结果

    一、α-MSH对EGTA发热效应的影响:

    侧脑室灌注EGTA引起家兔明显的发热,ΔT及TRI1显著高于ACSF对照组(P<0.01);事先给予α-MSH,再灌注EGTA,体温明显低于EGTA组(P<0.01);而α-MSH组与ACSF对照组之间ΔT及TRI1均无显著差异(P>0.05)(见表2、图1)。

    表2 α-MSH对EGTA发热反应的影响
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    Tab 2 Effect of α-MSH on febrile response to EGTA (±s, n=5) Group

    ΔT (℃)

    TRI1

    ACSF

    0.20±0.07

    0.08±0.06

    EGTA

    1.16±0.18Δ

    0.78±0.05Δ
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    α-MSH+EGTA

    0.80±0.14Δ*

    0.51±0.11Δ*

    α-MSH

    0.12±0.08

    0.03±0.02

    * P<0.01, vs EGTA group;ΔP<0.01, vs ACSF group

    Fig 1 Mean changes of colonic temperature among various groups
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    图1 各组平均体温反应曲线变化

    表3 α-MSH对下丘脑神经细胞[Ca2+]i含量的影响

    Tab 3 Effect of α-MSH on intracellular Ca2+ content in isolated hypothalamic cells (x±s) Group

    n

    Medium

    [Ca2+]i (nmol/L)

    Control

    5
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    Hanks

    175.15±14.23

    EGTA

    4

    Hanks

    +EGTA

    64.15±6.20* *

    α-MSH+EGTA

    4

    Hanks

    +EGTA+α-MSH

    64.40±6.31#
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    α-MSH

    5

    Hanks

    +α-MSH

    178.47±10.99

    # P>0.05, vs EGTA group; * *P<0.01, vs control group

    二、α-MSH对下丘脑神经细胞[Ca2+]i含量的影响:

    从表3可以看出,向Hanks液悬浮的细胞液中加入0.4 mmol/L EGTA(终浓度),则[Ca2+]i含量明显下降(P<0.01); 在含有0.4 mmol/L EGTA的Hanks液悬浮的细胞液中,加入125 μg/L α-MSH,其细胞[Ca2+]i浓度与EGTA组比较无显著差异(P>0.05); 向Hanks液悬浮的细胞液中加入125 μg/L α-MSH也不影响细胞[Ca2+]i含量(P>0.05)。
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    三、α-MSH对下丘脑神经细胞释放CRH的影响:

    从表4可见,EGTA可刺激下丘脑细胞释放CRH,其含量明显高于对照组(P<0.05);在含有EGTA的细胞培养液中,加入α-MSH,培养上清液中CRH含量明显低于EGTA组(P<0.05);单加入α-MSH,其上清中CRH含量与对照组无显著差异(P>0.05)。

    表4 α-MSH对下丘脑细胞释放CRH的影响

    Tab 4 Effect of α-MSH on CRH release from hypothalamic cells in vitro (±s) Group

    n

    CRH (μg/L)
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    Control

    9

    0.21±0.03

    EGTA

    10

    0.28±0.08

    α-MSH+EGTA

    8

    0.19± 0.05*

    α-MSH

    9

    0.27±0.21
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    *P<0.05, vs EGTA group;CRH=corticotropin releasing hormne讨论

    α-MSH具有很强的解热作用,静脉内、侧脑室、腹中隔注入α-MSH均能显著抑制内毒素或内生致热原性发热[2,6],但α-MSH对EGTA发热的作用至今未见报道。本实验观察到α-MSH对EGTA引起的体温升高有明显的解热作用,而α-MSH对正常体温无影响。本实验室先前的研究发现,EGTA由于络合了中枢Ca2+,从而降低下丘脑神经细胞[Ca2+]i,导致下丘脑中枢发热介质cAMP含量增加,引起体温升高。提出“下丘脑细胞内Ca2+…>cAMP↑”可能是EGTA性发热的重要机制[1]。那么,α-MSH是否通过改变下丘脑细胞内Ca2+ 而抑制EGTA发热的?实验结果表明,α-MSH既不影响正常下丘脑细胞[Ca2+]i ,也不影响EGTA对下丘脑细胞[Ca2+]i的作用。说明α-MSH的解热作用不是通过改变中枢细胞[Ca2+]i而实现的。
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    近年来,学者发现促皮质激素释放激素(corticotrophin releasing hormone, CRH)介导发热反应。白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)与离体下丘脑组织培养能诱生CRH;CRH抗体或CRH受体拮抗剂均能阻断IL-1β引起的发热[7]。给动物注射内毒素可致室旁核CRH mRNA表达增加[8]。CRH被认为是重要的中枢发热介质之一。因此我们设想,α-MSH可能通过影响下丘脑细胞释放CRH而抑制EGTA发热。实验发现,EGTA与下丘脑神经细胞体外培养,可使培养上清液中CRH含量明显升高,而预先加入α-MSH,则培养上清中CRH含量又回降至对照组水平。说明α-MSH抑制中枢CRH的释放可能是EGTA发热的主要机制之一;也证实了中枢CRH的产生和释放增加可能是EGTA性发热的重要因素之一。

    * 国家自然科学基金资助 (39500059)
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    参考文献

    1 王华东,李楚杰,屈洋. 下丘脑[Ca2+]i、cAMP在家兔EGTA性发热机制中的作用. 中国病理生理杂志,1996,12(4):402.

    2 Davidson J, Milton AS, Rotondo D. α-melanocyte stimulating hormone suppresses fever and increase in plasma levels of prostaglandin E2 in the rabbit. J Physiol, 1992, 451:591.

    3 Hhang QH, Hruby VJ, Tatro JB. Systemic alpha-MSH suppresses LPS fever via central melanocortin receptors independently of its suppression of corticosterone and IL-6 release. Am J Physiolol, 1998,275(2 Pt 2): R524.
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    4 胡巢凤,王华东,王彦平.α-MSH对内毒素性发热效应及下丘脑cAMP含量的影响. 中国病理生理杂志,1998,14(6):576.

    5 张均田,李锡明,石成璋,等.用Fura-2/AM测定细胞内游离钙浓度的方法. 中国药学杂志,1991,26(17):655.

    6 Clark WG, Holdeman M, Lipton JM. Analysis of the antipyretic action of α-melanocyte-stimulating hormone in rabbits. J Physiol, 1985, 359:459.

    7 李楚杰.发热.见:杨惠玲,潘景轩,吴伟康主编:高级病理生理学.第1版. 北京:科学出版社,1998.86~112.

    8 Vellucci SV, Parrott RF. Bacterial endotoxin-induced gene expression in the choroid plexus and paraventricular and supraopatic hypothamic nuclei of the sheep. Brain Res Mol Res, 1996, 43(1-2):41.

    1998年9月19日收稿,1999年1月20日修回, 百拇医药