Effect of Yiqi Huoxue Lishui Recipe on calcium transport and endoplasmic reticulum stress in cardiomyocytes f rats with heart failure
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摘要:目的
探讨益气活血利水方对心力衰竭(HF)大鼠心肌细胞钙转运、内质网应激凋亡及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、转化生长因子β1(TGF-β1)表达的影响。
方法将10只健康大鼠设为Sham组，另将45只建模成功大鼠分为HF组、低干预组、中干预组、高干预组和西药组，每组9只。低干预组、中干预组、高干预组分别灌胃2.6、5.2、10.4 g/(kg·d)益气活血利水溶液，西药组灌胃10.0 mg/(kg·d)曲美他嗪, Sham组和HF组分别灌胃等体积0.9%NaCl溶液。采用苏木精-伊红(HE)染色法及电镜分别观察各组大鼠心肌组织病理形态; 采用Bradford染料结合法分析心肌肌质网中钙摄取量; 采用脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记(TUNEL)法检测各组大鼠心肌细胞凋亡情况; 采用免疫印迹法检测心肌组织中内质网应激相关蛋白[B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2关联X蛋白(Bax)、半胱天冬酶-3(Caspase3)蛋白]和钙运转相关蛋白[钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)、兰尼碱受体2(RyR2)、肌浆网钙离子ATP酶2a(SERCA2a)]表达水平; 采用免疫组织化学法检测心肌组织中TGF-β1、AngⅡ阳性表达率。
结果Sham组、HF组、低干预组、中干预组、高干预组、西药组大鼠心肌肌质网钙摄取速率分别为(19.63±5.63)、(10.25±4.11)、(13.70±5.12)、(14.08±4.80)、(16.91±5.03)、(16.65±5.10) μmol/(mg·min), 多组间比较差异有统计学意义(F=3.946, P=0.004); Sham组、HF组、低干预组、中干预组、高干预组、西药组大鼠心肌细胞凋亡率分别为(7.52±2.01)%、(30.63±6.58)%、(19.14±5.03)%、(18.41±5.21)%、(13.61±3.65)%、(13.17±4.11)%, 多组间比较差异有统计学意义(F=28.900，P < 0.001)。与Sham组比较, HF组大鼠心肌组织Bcl-2、SERCA2a表达均降低, Bax、Caspase3、CaMKⅡ、RyR2、TGF-β1、AngⅡ表达均升高，差异有统计学意义(P < 0.05); 与HF组比较，低干预组、中干预组、高干预组、西药组Bcl-2、SERCA2a表达均升高, Bax、Caspase3、CaMKⅡ、RyR2、TGF-β1、AngⅡ表达均降低，差异有统计学意义(P < 0.05); 低干预组与中干预组上述8项指标比较，差异无统计学意义(P>0.05); 高干预组上述8项指标与中干预组比较，差异有统计学意义(P < 0.05), 但与西药组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。
结论益气活血利水方可改善HF大鼠心肌细胞钙转运，通过抑制内质网应激减少心肌细胞凋亡，并呈现浓度依赖性，其机制可能与抑制TGF-β1、AngⅡ表达有关。
Abstract:ObjectiveTo investigate the effects of Yiqi Huoxue Lishui Recipe on calcium transport, endoplasmic reticulum stress apoptosis and the expressions of angiotensin Ⅱ (Ang Ⅱ) and transforming growth factor-β1 (TGF-β1) in cardiomyocytes of heart failure (HF) rats.
MethodsTen healthy rats were set as Sham group, and another 45 successfully modeled rats were divided into HF group, low intervention group, medium intervention group, high intervention group and western medicine group, with 9 rats in each group. The low intervention group, middle intervention group and high intervention group were gavaged with 2.6, 5.2 and 10.4 g/(kg·d) of Yiqi Huoxue Lishui Recipe, the western medicine group was gavaged with 10 mg/(kg·d) trimetazidine, and the Sham and HF groups were gavaged with the same volume of 0.9% NaCl solution, respectively. HE staining and electron microscopy were used to observe the pathological morphology of myocardial tissue. Bradford dye binding method was used to analyze the calcium intake in the myocardial sarcoplasmic reticulum. The apoptosis of cardiomyocytes in each group was detected by Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick-End Labeling (TUNEL). Western blotting was used to detect the expressions of endoplasmic reticulum stress-related proteins[B cell lymphoma/leukemia-2 (Bcl-2), Bcl-2 associated X protein (Bax), caspase-3 protein (Caspase3)]and calcium transport-related proteins[calcium/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ (CAMK Ⅱ), ryanodine receptor (RyR2) and sarcoplasmic reticulum Ca2+ ATPase (SERCA2a); the positive expression rates of TGF-β1 and Ang Ⅱ in myocardial tissue were detected by immunohistochemistry.
ResultsThe calcium uptake rates of rats in the Sham group, HF group, low intervention group, middle intervention group, high intervention group and western medicine group were (19.63±5.63) μmol/(min·mg), (10.25±4.11) μmol/(min·mg), (13.70±5.12) μmol/(min·mg), (14.08±4.80) μmol/(min·mg), (16.91±5.03) μmol/(min·mg), (16.65±5.10) μmol/(min·mg), respectively, there were differences among different groups (F=3.946, P=0.004). The apoptosis rates of cardiomyocytes in the Sham group, HF group, low intervention group, medium intervention group, high intervention group and western medicine group were (7.52±2.01)%, (30.63±6.58)%, (19.14±5.03)%, (18.41±5.21)%, (13.61±3.65)% and (13.17±4.11)%, respectively, there were differences among different groups (F=28.900, P < 0.001); compared with the Sham group, Bcl-2 and SERCA2a levels in the HF group in myocardial tissue of rats were decreased, and Bax, Caspase3, CaMK Ⅱ, RyR2, TGF-β1 and Ang Ⅱ expression were increased (P < 0.05). Compared with the HF group, expressions of Bcl-2 and SERCA2a were increased in the low, medium and high intervention groups and western medicine group, Bax, Caspase3, CaMK Ⅱ, RyR2, TGF-β1 and Ang Ⅱ were all decreased (P < 0.05). There were no significant differences in the low intervention group in above eight indicators compared with the medium intervention group (P>0.05). Compared with the medium intervention group, the high intervention group showed significant differences in above indexes (P < 0.05), but there was no significant differences compared with the western medicine group in above indexes (P>0.05).
ConclusionYiqi Huoxue Lishui Formula can improve calcium transport in heart failure rats, and reduce myocardial apoptosis by inhibiting endoplasmic reticulum stress in a concentration-dependent manner. The mechanism may be related to the inhibition of TGF-β1 and Ang Ⅱ expression.
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血脑屏障(BBB)是由内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞组成的一种功能和结构屏障，能够维持人体稳态，保护大脑免受循环毒素和病原体的侵害[1-2]。重症急性胰腺炎(SAP)是一种常见的急性严重腹部疾病[3-4], 当SAP伴腹腔积液或组织坏死时会导致并发症，造成胰腺坏死和持续性器官衰竭。若合并全身炎症反应综合征(SIRS)、多器官衰竭综合征(MODS)或胰性脑病(PE)，会显著增加死亡风险[5-6]。临床上，防治PE会延缓SAP的发展[7-8]。SAP与BBB损伤有着密切联系, BBB损伤可导致SAP进一步发展为PE, 探讨其发病机制对于临床延缓SAP进展有着重要意义[9]。本文综述了脑微血管内皮细胞(BMECS)、紧密连接结构及BBB相关生理学功能，以及炎症因子、肠道微生物群与PE病程的研究现状，现报告如下。
血脑屏障(BBB)是由内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞组成的一种功能和结构屏障，能够维持人体稳态，保护大脑免受循环毒素和病原体的侵害[1-2]。重症急性胰腺炎(SAP)是一种常见的急性严重腹部疾病[3-4], 当SAP伴腹腔积液或组织坏死时会导致并发症，造成胰腺坏死和持续性器官衰竭。若合并全身炎症反应综合征(SIRS)、多器官衰竭综合征(MODS)或胰性脑病(PE)，会显著增加死亡风险[5-6]。临床上，防治PE会延缓SAP的发展[7-8]。SAP与BBB损伤有着密切联系, BBB损伤可导致SAP进一步发展为PE, 探讨其发病机制对于临床延缓SAP进展有着重要意义[9]。本文综述了脑微血管内皮细胞(BMECS)、紧密连接结构及BBB相关生理学功能，以及炎症因子、肠道微生物群与PE病程的研究现状，现报告如下。
1. BBB
1. BBB
1.1 脑微血管内皮细胞
BBB是血液-中枢神经系统交换的主要部位，是一种存在于大脑和血液之间的高度选择性的半透性屏障，在维持大脑微环境的稳态中起着重要作用[10]。BBB由BMECS组成，可以与星形胶质细胞、神经元和周细胞相互作用，影响BBB的通透性[11-12]。在L-鸟氨酸诱导的BBB培养模型变化的研究中，阳离子氨基酸L-鸟氨酸与BMECS存在相互作用，这种直接影响可能与线粒体损伤、氧化应激、屏障完整性和BBB形态的变化有关，并且内皮表面糖萼损伤在体内和体外均被发现[13]。
BMECS是中枢神经系统毛细血管壁上形成的一个紧密单层，具有比较低的细胞旁通透性[2], 其核心功能之一是限制潜在的有害物质在BBB内被动扩散，并阻止进入大脑[14]。比如BBB会阻止半乳糖神经酰胺酶(GALC)此类蛋白质易位到中枢神经系统, 允许一些低分子量和小的亲脂性分子通过[15]。BBB破坏与星形胶质细胞释放的基质金属蛋白酶(MMPs)、血管内皮生长因子(VEGF)、内皮素-1(ET-1)、谷氨酸也有相关联系。其中基质金属蛋白酶9(MMP-9)的表达参与了细胞凋亡和神经炎症性改变，与中枢神经系统炎症过程中的BBB的破坏相关，其可能在炎症诱导的BBB损伤中发挥了关键作用[16]。MMP-9作为锌依赖的金属蛋白酶家族中的一员，参与细胞外基质成分的降解，可以使血管基底膜Ⅳ型胶原降解增加，继而使BBB通透性增加[17]。脑损伤后, MMP-9会被各种炎症细胞因子和介质上调，导致BBB通透性增加。除了MMP-9的重要作用，星形胶质细胞还可通过血管内皮生长因子信号传导影响BMECS，血管内皮生长因子A(VEGF-A)能与星形胶质细胞衍生的促通透因子胸苷磷酸化酶(TYMP)相互作用，而TYMP通过抑制人BMECS中的紧密连接蛋白(TJP)表达来促进BBB的破坏，最终在脑部炎症小鼠模型中证实, VEGF-A的释放通过下调克劳丁蛋白-5(claudin-5)和闭塞蛋白来增加BBB破坏，并且还发现在血管内皮生长因子信号传导被阻断后可减少缺血后脑水肿的形成，体现了TJP在维持BBB完整性中的重要意义[18]。研究[19]证实, BMECS损伤后可引起BBB损伤，诱发脑水肿。相关研究[20-21]表明，游离脂肪酸受体1(FFA1)作为一种主要在胰腺和脑中表达的中、长链脂肪酸激活的G蛋白偶联受体，在脑微血管中高水平存在，通过破坏BBB上的紧密连接与黏附连接(AJ)激活FFA1受体，导致BMECS的屏障功能降低，从而引起BBB通透性的急性增加[14], 也进一步说明了BMECS在维持BBB稳定性方面的重要作用，减少脑微血管内皮细胞的凋亡和恶化，减少脑水肿的发生。
1.1 脑微血管内皮细胞
BBB是血液-中枢神经系统交换的主要部位，是一种存在于大脑和血液之间的高度选择性的半透性屏障，在维持大脑微环境的稳态中起着重要作用[10]。BBB由BMECS组成，可以与星形胶质细胞、神经元和周细胞相互作用，影响BBB的通透性[11-12]。在L-鸟氨酸诱导的BBB培养模型变化的研究中，阳离子氨基酸L-鸟氨酸与BMECS存在相互作用，这种直接影响可能与线粒体损伤、氧化应激、屏障完整性和BBB形态的变化有关，并且内皮表面糖萼损伤在体内和体外均被发现[13]。
BMECS是中枢神经系统毛细血管壁上形成的一个紧密单层，具有比较低的细胞旁通透性[2], 其核心功能之一是限制潜在的有害物质在BBB内被动扩散，并阻止进入大脑[14]。比如BBB会阻止半乳糖神经酰胺酶(GALC)此类蛋白质易位到中枢神经系统, 允许一些低分子量和小的亲脂性分子通过[15]。BBB破坏与星形胶质细胞释放的基质金属蛋白酶(MMPs)、血管内皮生长因子(VEGF)、内皮素-1(ET-1)、谷氨酸也有相关联系。其中基质金属蛋白酶9(MMP-9)的表达参与了细胞凋亡和神经炎症性改变，与中枢神经系统炎症过程中的BBB的破坏相关，其可能在炎症诱导的BBB损伤中发挥了关键作用[16]。MMP-9作为锌依赖的金属蛋白酶家族中的一员，参与细胞外基质成分的降解，可以使血管基底膜Ⅳ型胶原降解增加，继而使BBB通透性增加[17]。脑损伤后, MMP-9会被各种炎症细胞因子和介质上调，导致BBB通透性增加。除了MMP-9的重要作用，星形胶质细胞还可通过血管内皮生长因子信号传导影响BMECS，血管内皮生长因子A(VEGF-A)能与星形胶质细胞衍生的促通透因子胸苷磷酸化酶(TYMP)相互作用，而TYMP通过抑制人BMECS中的紧密连接蛋白(TJP)表达来促进BBB的破坏，最终在脑部炎症小鼠模型中证实, VEGF-A的释放通过下调克劳丁蛋白-5(claudin-5)和闭塞蛋白来增加BBB破坏，并且还发现在血管内皮生长因子信号传导被阻断后可减少缺血后脑水肿的形成，体现了TJP在维持BBB完整性中的重要意义[18]。研究[19]证实, BMECS损伤后可引起BBB损伤，诱发脑水肿。相关研究[20-21]表明，游离脂肪酸受体1(FFA1)作为一种主要在胰腺和脑中表达的中、长链脂肪酸激活的G蛋白偶联受体，在脑微血管中高水平存在，通过破坏BBB上的紧密连接与黏附连接(AJ)激活FFA1受体，导致BMECS的屏障功能降低，从而引起BBB通透性的急性增加[14], 也进一步说明了BMECS在维持BBB稳定性方面的重要作用，减少脑微血管内皮细胞的凋亡和恶化，减少脑水肿的发生。
1.2 紧密连接结构
内皮是BBB的关键结构，其内皮间连接所包含的复杂连接结构，即紧密连接、AJ和缝隙连接，分别在组织完整性、屏障功能和细胞通信中发挥着关键作用，尤其内皮型紧密连接是维持BMECS功能和BBB完整性的关键组成部分[22]。紧密连接由跨膜蛋白网络组成，包括闭塞蛋白、克劳丁蛋白-5和连接黏附分子，这些分子通过接头蛋白(如ZO-1)连接到肌动蛋白细胞骨架上[23]。相关研究[22]表明, claudin-5蛋白是维持BBB的完整性和稳定性中的关键TJP，或在PE的发生、发展中起重要作用, claudin-5蛋白的易位可以导致紧密连接和BBB通透性的破坏。紧密连接结构及claudin-5蛋白在维持BBB的完整性中起着重要作用，相关研究[24]表明BBB损伤可能导致SAP患者发生危及生命的PE，并且在SAP模型中对鸢尾素的研究中表明MMP-9表达增加与BBB和大脑损伤有关，鸢尾素可以通过ERK/NF-κB磷酸化调节MMP-9的表达，不仅抑制ERK/NF-κB磷酸化，还抑制MMP-9表达，即抑制ERK和NF-κB在体内和体外降低MMP-9水平并改善SAP中的BBB功能障碍，降低脑水肿和BBB通透性，而且鸢尾素还可防止紧密连接(ZO-1, Claudin-5)的降解来达到改善BBB的功能障碍[25], 表明SAP的发生、发展与BBB相关的BMECS、紧密连接、claudin-5蛋白以及MMP-9密切相关。
1.2 紧密连接结构
内皮是BBB的关键结构，其内皮间连接所包含的复杂连接结构，即紧密连接、AJ和缝隙连接，分别在组织完整性、屏障功能和细胞通信中发挥着关键作用，尤其内皮型紧密连接是维持BMECS功能和BBB完整性的关键组成部分[22]。紧密连接由跨膜蛋白网络组成，包括闭塞蛋白、克劳丁蛋白-5和连接黏附分子，这些分子通过接头蛋白(如ZO-1)连接到肌动蛋白细胞骨架上[23]。相关研究[22]表明, claudin-5蛋白是维持BBB的完整性和稳定性中的关键TJP，或在PE的发生、发展中起重要作用, claudin-5蛋白的易位可以导致紧密连接和BBB通透性的破坏。紧密连接结构及claudin-5蛋白在维持BBB的完整性中起着重要作用，相关研究[24]表明BBB损伤可能导致SAP患者发生危及生命的PE，并且在SAP模型中对鸢尾素的研究中表明MMP-9表达增加与BBB和大脑损伤有关，鸢尾素可以通过ERK/NF-κB磷酸化调节MMP-9的表达，不仅抑制ERK/NF-κB磷酸化，还抑制MMP-9表达，即抑制ERK和NF-κB在体内和体外降低MMP-9水平并改善SAP中的BBB功能障碍，降低脑水肿和BBB通透性，而且鸢尾素还可防止紧密连接(ZO-1, Claudin-5)的降解来达到改善BBB的功能障碍[25], 表明SAP的发生、发展与BBB相关的BMECS、紧密连接、claudin-5蛋白以及MMP-9密切相关。
2. 炎症因子在PE病程中对BBB的调节
2. 炎症因子在PE病程中对BBB的调节
2.1 SAP与BBB
SAP作为一种严重的急性腹部疾病，往往合并SIRS, 在级联反应中，毛细血管内皮细胞很容易被大量循环炎症细胞因子攻击，严重损伤内皮屏障，最终导致毛细血管渗漏综合征(CLS)[26]。BMECS组成的BBB, 对炎症刺激有着高度敏感性，炎症性损伤可能会破坏BBB的结构，增加毛细血管通透性[27]。研究[9]表明，由胰腺坏死组织引起的全身炎症会破坏BBB, 并会增加BBB通透性，触发神经炎症，最终损伤脑血管。相关研究在对模型SAP大鼠行TUNEL染色时发现有大量凋亡的BMECS, 并结合实时荧光定量PCR和蛋白印迹检测结果，发现Bax表达显著增加, Bcl-2表达减少，所以推断Bax上调和Bcl-2下调可能是BMECS凋亡的机制，而且在SAP模型大鼠中的进一步研究中发现，淀粉酶和炎症细胞因子水平升高、BMECS凋亡、claudin-5下调和MMP-9上调是导致BBB损伤的主要机制，增加BBB通透性。研究[28]表明，骨髓间充质干细胞(MSCS)具有优越的多潜能分化、低免疫原性和旁分泌功能，可减轻SAP大鼠系统炎症和胰腺损伤的严重程度，并减少BMEC凋亡、上调claudin-5、下调基质金属蛋白酶-9(MMP-9), 从而减轻BBB损伤，降低BBB通透性, MSCS的实验研究进一步说明了炎症细胞因子和BBB在SAP进展中的潜在价值。
2.1 SAP与BBB
SAP作为一种严重的急性腹部疾病，往往合并SIRS, 在级联反应中，毛细血管内皮细胞很容易被大量循环炎症细胞因子攻击，严重损伤内皮屏障，最终导致毛细血管渗漏综合征(CLS)[26]。BMECS组成的BBB, 对炎症刺激有着高度敏感性，炎症性损伤可能会破坏BBB的结构，增加毛细血管通透性[27]。研究[9]表明，由胰腺坏死组织引起的全身炎症会破坏BBB, 并会增加BBB通透性，触发神经炎症，最终损伤脑血管。相关研究在对模型SAP大鼠行TUNEL染色时发现有大量凋亡的BMECS, 并结合实时荧光定量PCR和蛋白印迹检测结果，发现Bax表达显著增加, Bcl-2表达减少，所以推断Bax上调和Bcl-2下调可能是BMECS凋亡的机制，而且在SAP模型大鼠中的进一步研究中发现，淀粉酶和炎症细胞因子水平升高、BMECS凋亡、claudin-5下调和MMP-9上调是导致BBB损伤的主要机制，增加BBB通透性。研究[28]表明，骨髓间充质干细胞(MSCS)具有优越的多潜能分化、低免疫原性和旁分泌功能，可减轻SAP大鼠系统炎症和胰腺损伤的严重程度，并减少BMEC凋亡、上调claudin-5、下调基质金属蛋白酶-9(MMP-9), 从而减轻BBB损伤，降低BBB通透性, MSCS的实验研究进一步说明了炎症细胞因子和BBB在SAP进展中的潜在价值。
2.2 TNF-α、IL-1β在PE病程中对BBB的调节
SAP发展过程中，炎症介质与SAP相关发病机制有密切联系，其病理后遗症(比如SIRS、MODS)受到炎症介质的调节，在此期间星形胶质细胞和小胶质细胞被激活后从内皮细胞和免疫细胞中释放出促炎细胞因子，从而引起神经炎症，并显著导致脑损伤[29]。实验[30]表明, SAP时，炎症介质肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)在BBB通透性增加中有重要作用。系统性炎症的细胞因子TNF-α通过对毛细血管的直接毒性作用引起微小动脉痉挛，从而导致毛细血管通透性增加，增加BBB通透性，加重脑水肿; 并可协同内皮细胞进一步促进组织因子合成与表达，加重脑缺血损伤[31]。具有广泛生物学效应的炎性因子IL-1β, 也可通过促进内皮细胞表达，激发炎性反应，增强BBB通透性及局部血管内皮细胞酪氨酸磷酸化反应，促进白细胞黏附因子的释放并聚积于缺血脑组织，加重脑缺血损伤的程度[32-33]。研究[34]表明TNF-α和IL-1β两者诱导的脑内皮细胞(BLEC)通透性改变主要归因于BBB上紧密连接和AJ上分子的跨细胞或细胞旁途径发生改变。大量循环炎症细胞因子攻击毛细血管内皮细胞，会导致内皮屏障严重损伤，继而引起毛细血管渗漏综合征(CLS), BBB的损伤与其密切相关，尤其在SAP中，与BBB通透性的增加有关, CLS的治疗是SAP治疗的重要组成部分，对于PE的防治意义重大[28]。
2.2 TNF-α、IL-1β在PE病程中对BBB的调节
SAP发展过程中，炎症介质与SAP相关发病机制有密切联系，其病理后遗症(比如SIRS、MODS)受到炎症介质的调节，在此期间星形胶质细胞和小胶质细胞被激活后从内皮细胞和免疫细胞中释放出促炎细胞因子，从而引起神经炎症，并显著导致脑损伤[29]。实验[30]表明, SAP时，炎症介质肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)在BBB通透性增加中有重要作用。系统性炎症的细胞因子TNF-α通过对毛细血管的直接毒性作用引起微小动脉痉挛，从而导致毛细血管通透性增加，增加BBB通透性，加重脑水肿; 并可协同内皮细胞进一步促进组织因子合成与表达，加重脑缺血损伤[31]。具有广泛生物学效应的炎性因子IL-1β, 也可通过促进内皮细胞表达，激发炎性反应，增强BBB通透性及局部血管内皮细胞酪氨酸磷酸化反应，促进白细胞黏附因子的释放并聚积于缺血脑组织，加重脑缺血损伤的程度[32-33]。研究[34]表明TNF-α和IL-1β两者诱导的脑内皮细胞(BLEC)通透性改变主要归因于BBB上紧密连接和AJ上分子的跨细胞或细胞旁途径发生改变。大量循环炎症细胞因子攻击毛细血管内皮细胞，会导致内皮屏障严重损伤，继而引起毛细血管渗漏综合征(CLS), BBB的损伤与其密切相关，尤其在SAP中，与BBB通透性的增加有关, CLS的治疗是SAP治疗的重要组成部分，对于PE的防治意义重大[28]。
2.3 IL-10在PE病程中对BBB的调节
白细胞介素-10(IL-10)是一种参与炎症和免疫抑制剂的细胞因子。研究[35]表明，在SAP模型中，IL-10减轻了SAP模型中炎症的严重程度，降低了BBB的通透性，并稳定了肿瘤坏死因子-α(TNF-α)治疗后体外BBB模型的完整性。IL-10在体内、体外减轻BBB损伤的机制略有差异。在体内, IL-10通过STAT3通路减少BMECS凋亡，减轻BBB通透性的增加，改善BMECS中claudin-5表达的下调; 在体外, IL-10通过STAT3通路减少BMECS凋亡，破坏AJ结构，下调BMECS中claudin-5的表达，稳定了BBB对于TNF-α的完整性。IL-10通过减弱claudin-5表达的下调，减轻紧密连接的损伤以及STAT3通路介导的对BMECS的抗凋亡作用，进而来改善SAP中的BBB特性。IL-10在炎症条件下对BMECS的保护作用及潜在的机制，或可为探索延缓SAP发展的措施提供一种新的方式。
2.3 IL-10在PE病程中对BBB的调节
白细胞介素-10(IL-10)是一种参与炎症和免疫抑制剂的细胞因子。研究[35]表明，在SAP模型中，IL-10减轻了SAP模型中炎症的严重程度，降低了BBB的通透性，并稳定了肿瘤坏死因子-α(TNF-α)治疗后体外BBB模型的完整性。IL-10在体内、体外减轻BBB损伤的机制略有差异。在体内, IL-10通过STAT3通路减少BMECS凋亡，减轻BBB通透性的增加，改善BMECS中claudin-5表达的下调; 在体外, IL-10通过STAT3通路减少BMECS凋亡，破坏AJ结构，下调BMECS中claudin-5的表达，稳定了BBB对于TNF-α的完整性。IL-10通过减弱claudin-5表达的下调，减轻紧密连接的损伤以及STAT3通路介导的对BMECS的抗凋亡作用，进而来改善SAP中的BBB特性。IL-10在炎症条件下对BMECS的保护作用及潜在的机制，或可为探索延缓SAP发展的措施提供一种新的方式。
2.4 BBB参与PE病理进程的机制
BBB损伤与SAP联系密切，其损伤机制涉及许多因素与过程的相互影响，彼此相互作用。当SAP合并PE发生时，磷脂酶A2(PLA2)被普遍认为在破坏脑微血管的完整性中有重要作用, PLA2损伤脑细胞膜结构磷脂，破坏脑毛细血管基底膜，并通过血小板活化因子(PAF)作用增加脑血管通透性，脑灰质和白质脱髓鞘化，从而引起血管通透性增加，血管内渗透压降低，相关有害物质更容易被转运，最终导致脑水肿，引起PE的发生。PLA2还可通过促进某些炎症介质(如TNF-α、IL-1β)的合成使内皮细胞表达黏附因子和趋化性的细胞因子分泌增加，在金属蛋白酶(MMP-9)的协同作用下进一步破坏基底膜，并促使黏附因子、趋化因子聚集在脑实质处，通过分泌炎性因子参与炎性反应，最终导致BBB通透性增加，进一步促进SAP的发展，甚至PE的发生[36-37]。细胞因子IL-10则具有稳定BBB完整性的特性，能够对抗TNF-α的作用，表现出对BBB的保护作用，这对未来延缓SAP进一步发展的防治策略具有积极意义。
2.4 BBB参与PE病理进程的机制
BBB损伤与SAP联系密切，其损伤机制涉及许多因素与过程的相互影响，彼此相互作用。当SAP合并PE发生时，磷脂酶A2(PLA2)被普遍认为在破坏脑微血管的完整性中有重要作用, PLA2损伤脑细胞膜结构磷脂，破坏脑毛细血管基底膜，并通过血小板活化因子(PAF)作用增加脑血管通透性，脑灰质和白质脱髓鞘化，从而引起血管通透性增加，血管内渗透压降低，相关有害物质更容易被转运，最终导致脑水肿，引起PE的发生。PLA2还可通过促进某些炎症介质(如TNF-α、IL-1β)的合成使内皮细胞表达黏附因子和趋化性的细胞因子分泌增加，在金属蛋白酶(MMP-9)的协同作用下进一步破坏基底膜，并促使黏附因子、趋化因子聚集在脑实质处，通过分泌炎性因子参与炎性反应，最终导致BBB通透性增加，进一步促进SAP的发展，甚至PE的发生[36-37]。细胞因子IL-10则具有稳定BBB完整性的特性，能够对抗TNF-α的作用，表现出对BBB的保护作用，这对未来延缓SAP进一步发展的防治策略具有积极意义。
3. 肠道菌群在PE病程中对BBB的调节
肠道菌群生态失调与多种胰腺疾病有关，对于SAP的发展、治疗以及预后也有着重要的意义，肠道微生物区系是SAP的潜在治疗靶点[38-40]。正常的胰腺不与肠道菌群直接接触，但肠道菌群可以迁移到胰腺中，甚至可能影响胰腺微环境。研究[41-44]表明, SAP会损害胃肠蠕动，在SAP大鼠模型中可以导致小肠细菌过度生长。这些模型中，十二指肠细菌过度生长与细菌易位和胰腺感染有关，小肠中发现细菌易位和随后感染的胰腺坏死比在结肠中更常见。肠道菌群失调可以进一步促进SAP的发展[45]。在中枢神经系统中，肠道菌群参与大脑健康和功能的不同过程，能够通过不同的机制与中枢神经系统相互作用。针对BBB，小鼠实验[46]表明，微生物群通过调节连接蛋白闭合蛋白和claudin 5对BBB的完整性产生显著影响，因为这些蛋白在无菌小鼠中的产生减少了高达75%。目前针对肠道菌群关于SAP在BBB中的研究还有待进一步探索，未来或可进一步研究肠道菌群通过BBB与SAP的联系来完善PE的防治策略，以延缓SAP向PE的进一步发展。
综上所述, BBB是机体维持中枢神经系统内环境稳定的结构基础，在PE的发展过程中发挥重要作用。对BBB进行深入的研究，或可为临床早期诊断和治疗PE提供相关理论依据，但未来还需进行更多的大规模、多中心、前瞻性研究，以进一步探索和完善PE的防治策略。
3. 肠道菌群在PE病程中对BBB的调节
肠道菌群生态失调与多种胰腺疾病有关，对于SAP的发展、治疗以及预后也有着重要的意义，肠道微生物区系是SAP的潜在治疗靶点[38-40]。正常的胰腺不与肠道菌群直接接触，但肠道菌群可以迁移到胰腺中，甚至可能影响胰腺微环境。研究[41-44]表明, SAP会损害胃肠蠕动，在SAP大鼠模型中可以导致小肠细菌过度生长。这些模型中，十二指肠细菌过度生长与细菌易位和胰腺感染有关，小肠中发现细菌易位和随后感染的胰腺坏死比在结肠中更常见。肠道菌群失调可以进一步促进SAP的发展[45]。在中枢神经系统中，肠道菌群参与大脑健康和功能的不同过程，能够通过不同的机制与中枢神经系统相互作用。针对BBB，小鼠实验[46]表明，微生物群通过调节连接蛋白闭合蛋白和claudin 5对BBB的完整性产生显著影响，因为这些蛋白在无菌小鼠中的产生减少了高达75%。目前针对肠道菌群关于SAP在BBB中的研究还有待进一步探索，未来或可进一步研究肠道菌群通过BBB与SAP的联系来完善PE的防治策略，以延缓SAP向PE的进一步发展。
综上所述, BBB是机体维持中枢神经系统内环境稳定的结构基础，在PE的发展过程中发挥重要作用。对BBB进行深入的研究，或可为临床早期诊断和治疗PE提供相关理论依据，但未来还需进行更多的大规模、多中心、前瞻性研究，以进一步探索和完善PE的防治策略。
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图 3 各组大鼠心肌肌质网钙摄取速率比较
与Sham组比较, *P < 0.05; 与HF组比较, #P < 0.05; 与低干预组比较, △P < 0.05; 与中干预组比较, ▲P < 0.05。
表 1 各组大鼠内质网应激相关蛋白Bcl-2、Bax、Caspase3表达量比较(x±s)
组别 n Bcl-2 Bax Caspase3 Sham组 10 1.25±0.11 0.52±0.04 0.25±0.05 HF组 9 0.65±0.08* 1.54±0.17* 0.96±0.07* 低干预组 9 0.87±0.10*# 1.14±0.11*# 0.72±0.10*# 中干预组 9 0.90±0.06*# 1.12±0.08*# 0.68±0.14*# 高干预组 9 1.10±0.09*#△▲ 0.90±0.06*#△▲ 0.44±0.06*#△▲ 西药组 9 1.07±0.11*#△▲ 0.92±0.08*#△▲ 0.42±0.05*#△▲ F — 47.300 111.100 86.310 P — < 0.001 < 0.001 < 0.001 Bcl-2: B细胞淋巴瘤/白血病-2; Bax: Bcl-2关联X蛋白; Caspase3: 半胱天冬酶-3。与Sham组比较, *P < 0.05;
与HF组比较, #P < 0.05; 与低干预组比较, △P < 0.05; 与中干预组比较, ▲P < 0.05。
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表 2 各组大鼠钙转运蛋白CaMKⅡ、RyR2、SERCA2a表达量比较(x±s)
组别 n CaMKⅡ RyR2 SERCA2a Sham组 10 0.16±0.05 0.34±0.07 1.08±0.07 HF组 9 0.97±0.15* 1.12±0.12* 0.47±0.04* 低干预组 9 0.60±0.07*# 0.84±0.05*# 0.62±0.07*# 中干预组 9 0.58±0.08*# 0.80±0.06*# 0.65±0.04*# 高干预组 9 0.30±0.04*#△▲ 0.51±0.10*#△▲ 0.89±0.11*#△▲ 西药组 9 0.29±0.03*#△▲ 0.49±0.13*#△▲ 0.90±0.08*#△▲ F — 125.900 88.970 90.940 P — < 0.001 < 0.001 < 0.001 CaMKⅡ: 钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ; RyR2: 兰尼碱受体2; SERCA2a: 肌浆网钙离子ATP酶2a。
与Sham组比较, *P < 0.05; 与HF组比较, #P < 0.05; 与低干预组比较, △P < 0.05; 与中干预组比较, ▲P < 0.05。
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表 3 各组大鼠心肌组织TGF-β1、AngⅡ阳性表达率比较(x±s)
% 组别 n TGF-β1 AngⅡ Sham组 10 6.12±1.25 4.20±0.54 HF组 9 25.47±4.17* 15.56±3.41* 低干预组 9 17.33±2.54*# 12.25±2.14*# 中干预组 9 16.95±3.02*# 11.47±2.05*# 高干预组 9 11.24±2.20*#△▲ 8.55±1.28*#△▲ 西药组 9 10.55±2.31*#△▲ 9.02±1.17*#△▲ F — 58.590 36.470 P — < 0.001 < 0.001 AngⅡ: 血管紧张素Ⅱ; TGF-β1: 转化生长因子β1。
与Sham组比较, *P < 0.05; 与HF组比较, #P < 0.05;
与低干预组比较, △P < 0.05; 与中干预组比较, ▲P < 0.05。
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