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中药异位宁对子宫内膜异位症大鼠Bcl-2、Fas、Caspase-3信号传导通路的影响

2015-03-10孙可丰李娜时思毛赵颜杨德芳冯晓玲

中医药信息 2015年6期
关键词:异位症阳性细胞异位

孙可丰,李娜,时思毛,赵颜,杨德芳,冯晓玲

(黑龙江中医药大学附属第一医院,黑龙江 哈尔滨 150040)

子宫内膜异位症(endometriosis,EM,简称内异症)多发于育龄期女性,临床表现以痛经、下腹痛和性交痛为主,其发病率逐年上升,近几年可达10%~15%,占普通妇科手术的30%以上。近年来,内异症引起的不孕症也成为了研究热点之一,严重地影响了妇女的生活质量及身心健康。无生育要求的内异症患者以减灭和消除病灶,减轻和消除疼痛,减少和避免复发为主要治疗原则[1-2]。鉴于内异症的手术治疗效果不甚理想,术后又易于复发,有生育要求患者应谨慎选择手术治疗,因此,药物治疗仍占重要地位[3]。本研究通过探讨中药复方异位宁对Bcl-2、Fas、Caspase-3蛋白表达的影响来阐述异位宁治疗子宫内膜异位症的作用机制,为其推广应用提供科学依据。

1 实验材料

1.1 实验动物

Wistar雌性大鼠,8~12周龄,未孕,体质量(200±20)g,由黑龙江中医药大学实验动物中心提供,微生物控制等级一级。

1.2 实验药物

中药复方异位宁:赤芍15g,金银花20g,延胡索20g,莪术10g,蜈蚣1条,牡蛎15g,薏苡仁15g,柴胡20g,由黑龙江中医药大学门诊药局统一煎制提供。达那唑:200mg/粒,江苏联环药业股份有限公司,批号20010101。

1.3 实验试剂

大鼠Bcl-2、Fas、Caspase-3蛋白检测试剂盒及免疫组化染色试剂盒,均由武汉博士德生物工程公司提供。

2 实验方法

2.1 EM 大鼠模型制备方法

乙烯雌酚0.2mg/只皮下注射促情,麻醉后无菌条件下开腹,分离并结扎右侧子宫,取中段2cm,纵形剪开,剥离宫内膜,剪成等大3块,分别缝合于子宫交叉处、左侧卵巢、左侧腹膜壁层,术毕,关腹。每只大鼠术后每日腹腔注射庆大霉素0.1ml,共3天。

2.2 分组及给药

模型制备后正常饲养1个月,随机分为五组,异位宁高剂量组(n=10)每日5.4g/100g异位宁灌胃;异位宁低剂量组(n=10)每日1.8g/100g异位宁灌胃;西药组(n=11),每日3.6g/100g达那唑混悬液灌胃;正常对照组(n=11)不予任何处理;模型组(n=9)每日以等量生理盐水灌胃;五组大鼠均灌胃1个月。

2.3 切片及染色、Western-Blot

灌胃结束后,大鼠眶后取血,断髓处死,解剖获取大鼠正常对照组在位子宫内膜,及其余各组大鼠子宫交叉处的异位子宫内膜,常规石蜡包埋,切片,采用免疫组化法,常规处理后显微镜观察。Western-Blot法:提取获得组织之蛋白,按照蛋白印迹实验步骤严格操作。

3 实验结果

3.1 实验造模结果

造模术后饲养1个月,随机抽取8只大鼠二次开腹。可见:移植宫内膜体积增大,部分增大物内含液性物体;或由结缔组织包裹,腹壁、大网、肠管广泛粘连,说明动物模型制备成功。

3.2 HE染色光镜下观察结果

由图1可见,异位宁高剂量组:在位内膜组织形态无显著变化,腺体结构完整,腺上皮排列紧密、整齐,异位内膜组织腺体数目减少、腺腔萎缩,血管数目减少,腺腔内无炎性渗出物蓄积,间质细胞细小而稀疏。

异位宁低剂量组:在位内膜组织腺腔形态无明显改变,异位内膜腺体数目减少,腺腔变小,腺上皮萎缩。间质细胞数量、体积均减小。

空白组:正常在位子宫内膜厚度如常,腺体数量如常,分布均匀,间质细胞大小如常、分布均匀、腺体完整,腺上皮细胞排列整齐,高柱状,可见核下空泡和顶浆分泌。

模型组:异位内膜呈锯齿封闭式结构或子宫腔状,腺体数目较正常组明显减少,间质细胞较细长,内含丰富血管,腺上皮细胞增生,有少数腺体扩散,腔内蓄有炎性渗出物,周围纤维增生包裹。

3.3 各组大鼠内膜Bcl-2、Fas、Caspase-3表达

3.3.1 免疫组化判断标准

根据染色强度及阳性细胞比例行半定量判定。阳性染色:细胞浆内见棕黄色颗粒染色,即判定为阳性,染色强度标准:0分为阴性;强于阴性但染色弱者1分;中等强度染色2分;强染色3分。染色阳性细胞比例评定标准:阴性0分,阳性细胞数<5%;弱阳性1分,阳性细胞数5%~25%;阳性2分,阳性细胞数为26%~50%;强阳性3分,阳性细胞数为51%~75%;非常强阳性4分,阳性细胞数75%以上。其阳性积分为二者评分相加。

实验结果显示:模型组Bcl-2阳性表达较正常组增高,有显著性差异(P<0.01);高、低剂量组与模型组相比(P<0.01),说明异位宁能够降低Bcl-2表达;西药组(达那唑组)与模型组相比(P<0.01),说明异位宁高、低剂量组可降低Bcl-2的表达,疗效较达那唑组显著,有极显著性差异(P<0.01),说明中药异位宁在降低Bcl-2阳性表达方面较西药达那唑疗效显著。

模型组Fas、Caspase-3阳性表达增高,与正常组相比有显著性差异(P<0.01);高、低剂量组与模型组相比(P<0.01),异位宁可升高Fas、Caspase-3阳性率的表达。西药组(达那唑组)与模型组相比(P<0.01),亦可能激活Fas、Caspase-3的表达,结果见表1。

图1 HE染色光镜下观察结果

表1 各组大鼠内膜组织中Bcl-2、Fas、Caspase-3表达()

表1 各组大鼠内膜组织中Bcl-2、Fas、Caspase-3表达()

注:与正常组相比,#P<0.01;与模型组相比,*P<0.01;与西药组相比,▲P<0.01。

组别n Bcl-2 Fas Caspase-3正常组11 1.54±0.76 1.36±0.84 1.44±0.84模型组 9 5.10±1.46#▲ 2.26±1.12*▲ 2.14±1.28*▲异位宁高剂量组10 2.06±1.32*▲ 5.07±1.26#▲ 5.12±1.38#▲异位宁低剂量组10 2.43±1.34*▲ 3.01±1.23*▲ 3.10±1.15*▲西药组 11 3.11±1.13* 2.23±1.44* 2.38±1.42*

3.3.2 Western-Blot结果

各组大鼠内膜组织中Bcl-2、Fas、Caspase-3蛋白印记表达结果显示(见图2),异位宁高剂量组及低剂量组两组与模型组相比,Bcl-2蛋白表达量均显著降低(P<0.01),而Fas、Caspase-3蛋白表达量则增高(P<0.01)。实验结果表明,异位宁能够降低Bcl-2表达,增加Fas、Caspase-3表达,促进异位内膜细胞的凋亡能力,限制于宫腔外种殖的异位内膜细胞的存活能力,使病灶萎缩,最终达到治疗目的。同时提示药物浓度对Bcl-2、Fas、Caspase-3的表达可能有影响,但有待进一步研究验证。

图2 Western-Blot结果

4 讨论

细胞凋亡是通过凋亡信号转导途径,而启动细胞内死亡机制,最后导致细胞的程序性变性和坏死的过程。其基本过程是诱导因子刺激细胞表面,信号传入,而激活内源性脱氧核糖核酸,从而导致细胞的自然死亡。此过程参与有机体的发育生殖、老化、免疫等生理过程,增殖性疾病、肿瘤、自身免疫疾病等多种疾病的发生发展均与此关系密切。

4.1 Bcl-2在EM中的作用

细胞凋亡由许多癌基因和抑癌基因调控,Bcl-2基因家族在其中占据重要地位。Bcl-2基因家族是一组具有同源结构域(BH)基因,已发现有超过20的Bcl-2家族成员,由于BH成分的差异,Bcl-2家族成员的生物学功能不同,Bcl-2家族分为以下两组:第一、抗凋亡成员,如Bcl-2,Bcl XL,Bcl-w等;第二、如Bax,Bak,Bid等则属于促凋亡成员。研究表明,体内Bcl-2家族发挥作用的形式为二聚体。抗凋亡成员主要分布于线粒体外膜,并与促凋亡成员BH3结构域相互作用,在细胞凋亡中发挥作用,抑制细胞凋亡。

凋亡抑制基因Bcl-2相关蛋白主要存在于核膜和内质网及线粒体膜上。许多正常组织及肿瘤组织中均有Bcl-2的表达,但除外淋巴组织,该基因若过度表达,可以防止或延迟正常细胞分化,延长细胞的寿命,增加细胞的数量,而引起肿瘤或增殖性疾病。在月经周期中,细胞凋亡及其调控基因在子宫内膜周期性变化中起重要作用。Bcl-2在正常子宫内膜中的增殖期表达增加,Bas亦上升,Bcl-2/Bas比值维持相对平衡,减少在正常子宫内膜腺上皮细胞通过线粒体途径引起的细胞凋亡,从而使内膜正常增殖及修复;而分泌期Bcl-2表达则急速下调,BAS转移到线粒体与Bcl-2结合,Caspase激活,而使Bcl-2持续高表达,而得以逃避凋亡,利于子宫内膜的修复。有报道称,EM中Bcl-2在异位内膜中强表达,且无明显周期性变化,增殖期、分泌期均强表达,与正常子宫内膜及非异位内膜中存在显著差异。

4.2 Fas在EM中的作用

Fas在介导细胞凋亡中是一个重要膜蛋白分子。研究表明,Fas介导的子宫内膜细胞凋亡,可能是子宫内膜病变发生的关键。本研究发现,Fas主要于子宫内膜腺细胞和/或胞浆中表达。大量研究发现,Fas表达在子宫内膜中减少,则免疫细胞(如NK细胞)无法有效去除Fas阳性的免疫细胞,反诱导细胞凋亡产生主动免疫耐受过程,导致逆流到盆腔的子宫内膜细胞逃脱免疫监视,活性高而利于异位植入成活,促进子宫内膜异位症的发生。因此,提示Fas/FasL诱导的细胞凋亡途径是其共同发病机制。

4.3 Caspase-3在EM中的作用

细胞凋亡是各种死亡信号激活后,细胞死亡的主动过程。Caspase-3家族在诱导细胞凋亡的分子机制中作用关键,为多条凋亡途径的关键点,是细胞凋亡的最终途径。大量的研究已经证实,Caspase-3是Caspase家族中与凋亡最密切的基因,因其位于两条细胞凋亡信号通路的中心,直接参与细胞凋亡过程,导致细胞凋亡,因此,Caspase-3能够反应细胞凋亡的程度。

以上我们可以看出,Bcl-2的高表达及Fas、Caspase-3的低表达可下调异位内膜的凋亡率,使细胞周期延长。而异位内膜细胞正是因为三者蛋白表达的改变,使其凋亡率远低于正常子宫内膜及EM的在位内膜,并延长了异位内膜细胞生长周期,故异位病灶可以不断发展。

根据我们的实验结果显示,异位宁高剂量组及低剂量组可显著降低Bcl-2阳性表达率,升高Fas、Caspase-3阳性表达率,说明异位宁能够降低Bcl-2表达,增加Fas、Caspase-3表达,增强宫腔外种植的异位内膜细胞的凋亡能力,同时减弱异位内膜细胞的存活能力,使病灶萎缩,最终达到治疗目的。可以预见,中药异位宁作为作为Bcl-2、Fas、Caspase-3选择性抑制剂将会更广泛地应用到临床,为中药异位宁治疗子宫内膜异位症的机理研究提供了新的思路。

[1]郎景和.子宫内膜异位症的研究与设想[J].中华妇产科杂志,2003,38(8):478-480.

[2]马小娜,闫军堂,任国辉,等.子宫内膜异位症中医病因病机的认识探讨[J].中医药学报,2012,40(3):63-66.

[3]周应芳.子宫内膜异位症的临床诊断和治疗[J].中华妇产科杂志,2005,40(1):67-70.

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