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AMPK激动剂预处理对肝缺血再灌注损伤大鼠模型的影响及相关机制

潘宁波 张旭阳 张玉 杨龙灿 余曦 李继维 唐天豪 黄平 张莹

引用本文:
Citation:

AMPK激动剂预处理对肝缺血再灌注损伤大鼠模型的影响及相关机制

DOI: 10.3969/j.issn.1001-5256.2021.05.034
基金项目: 

贵州省科技计划项目 (黔科合基础〔2020〕1Y425);

北京医卫健康基金 (〔2020〕B20251CS);

贵州省卫生计生委科学技术基金 (gzwjkj2018-1-046)

利益冲突声明:本研究不存在研究者、伦理委员会成员、受试者监护人以及与公开研究成果有关的利益冲突。
作者贡献声明:潘宁波负责课题设计,资料分析,撰写论文;张旭阳、张玉、杨龙灿、余曦、李继维、唐天豪参与收集数据,修改论文;黄平、张莹负责拟定写作思路,指导撰写文章并最后定稿。
详细信息
    作者简介:

    潘宁波(1994—),男,医师,主要从事肝缺血再灌注损伤研究

    通信作者:

    张莹,zhangyingdoc@163.com

  • 中图分类号: R575

Effect of pretreatment with adenosine monophosphate-activated protein kinase agonist on a rat model of hepatic ischemia-reperfusion injury and related mechanism

  • 摘要:   目的  初步探讨腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)激动剂预处理对大鼠肝缺血再灌注损伤大鼠模型的影响及可能机制。  方法  54只健康SPF级SD雄性大鼠随机平均分为3组。5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)组(实验组)、缺血再灌注组(对照组)和假手术组, 每组18只。每组分别于肝缺血再灌注术后12、24、72 h取材,检测ALT、AST、TBil、TNFα和IL-6浓度,肝三磷酸腺苷(ATP)水平,HE染色观察肝组织学变化,实时荧光定量PCR检测AMPK、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、葡萄糖转运蛋白4型(GLUT4)、多药耐药蛋白2(MRP2)的mRNA相对表达水平,Western Blot检测磷酸化AMPK、磷酸化mTOR、磷酸化GLUT4、MRP2的蛋白表达水平。多组间比较采用重复测量资料的方差分析,进一步两两比较采用LSD-t检验。  结果  HE染色结果显示,实验组肝损伤程度在各时点都较对照组轻。术后12、24、72 h,对照组血清ALT、AST、TBil、IL-6、TNFα均高于实验组和假手术组,而实验组均高于假手术组(P值均 < 0.05)。术后12、24、72 h,实验组肝组织ATP水平均高于对照组和假手术组,而对照组均低于假手术组(P值均 < 0.05)。术后12、24、72 h,实验组AMPK、GLUT4、MRP2 mRNA相对表达水平及磷酸化AMPK、磷酸化GLUT4、MRP2蛋白表达水平均高于对照组和假手术组(P值均 < 0.05);对照组AMPK mRNA相对表达水平及磷酸化AMPK蛋白表达水平均高于假手术组,而GLUT4、MRP2 mRNA相对表达水平及磷酸化GLUT4、MRP2蛋白表达水平均低于假手术组(P值均 < 0.05)。实验组mTOR mRNA相对表达水平及其磷酸化mTOR蛋白表达水平均低于对照组和假手术组(P值均 < 0.05);对照组mTOR mRNA相对表达水平及其磷酸化mTOR蛋白表达水平均高于假手术组(P值均 < 0.05)。  结论  AICAR预处理能激活AMPK信号通路,改善能量代谢途径,减轻肝脏炎症反应,从而降低肝缺血再灌注损伤程度。

     

  • 图  1  各组大鼠肝组织HE染色结果(×200)

    图  2  三组大鼠术后12、24、72 h各蛋白相对表达结果

    表  1  引物序列

    蛋白 正向引物 反向引物
    AMPK 5′-AATCCAAACACCAAGGCGTAC-3′ 5′-GCTCTACACACTTCTGCCATG-3′
    mTOR 5′-GACCGGCTGAGTGGAAAGAT-3′ 5′-TCGAGACCGGTAACCTCCAT-3′
    GLUT4 5′-CTGCCCGAAAGAGTCTAAAGC-3′ 5′-GACGCTCTCTTTCCAACTTCC-3′
    MRP2 5′-TTGGAGAGACGGTGAACTTGA-3′ 5′-CAACACCTGCTAAGATGGACG-3′
    GAPDH 5′-GGTTGTCTCCTGCGACTTCA-3′ 5′-TGGTCCAGGGTTTCTTACTCC-3′
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    表  2  三组大鼠术后12、24、72 h血清指标水平比较

    指标 时间 假手术组(n=18) 对照组(n=18) 实验组(n=18) F P
    ALT(U/L) 12 h 55.05±5.36 291.78±35.041) 182.40±19.481)2) 205.91 < 0.05
    24 h 54.62±5.57 569.52±55.961) 308.26±26.791)2) 410.08 < 0.05
    72 h 52.33±5.24 425.56±39.671) 290.67±15.621)2) 464.63 < 0.05
    AST(U/L) 12 h 58.64±6.49 285.77±33.611) 176.30±23.981)2) 177.26 < 0.05
    24 h 59.66±7.79 520.33±36.661) 372.92±32.091)2) 545.54 < 0.05
    72 h 57.50±8.16 451.43±36.021) 314.65±20.201)2) 541.81 < 0.05
    TBil (μmol /L) 12 h 2.28±0.44 7.52±0.871) 4.34±0.441)2) 146.90 < 0.05
    24 h 2.12±0.41 10.88±0.831) 7.35±0.801)2) 312.36 < 0.05
    72 h 2.20±0.38 8.99±0.791) 6.39±0.611)2) 245.30 < 0.05
    IL-6(pg/ml) 12 h 26.88±3.84 69.71±5.981) 57.16±6.021)2) 100.54 < 0.05
    24 h 26.44±4.69 131.32±16.841) 100.43±10.991)2) 122.57 < 0.05
    72 h 26.36±3.72 98.82±9.071) 82.72±9.911)2) 134.08 < 0.05
    TNFα(pg/ml) 12 h 28.30±6.71 65.06±9.051) 49.91±5.851)2) 39.86 < 0.05
    24 h 26.99±6.43 102.85±14.111) 83.71±9.371)2) 80.90 < 0.05
    72 h 28.53±6.38 89.18±8.301) 71.46±9.021)2) 93.45 < 0.05
    注:1)与假手术组相比,P < 0.05;2)与对照组相比,P < 0.05。
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    表  3  三组大鼠术后12、24、72 h肝ATP水平比较

    指标 时间 假手术组(n=18) 对照组(n=18) 实验组(n=18) F P
    ATP(nmol/L) 12 h 1024.86±157.94 701.28±90.721) 1245.56±124.991)2) 27.64 < 0.05
    24 h 1033.20±135.56 764.28±78.291) 1404.69±178.951)2) 32.93 < 0.05
    72 h 1005.38±148.16 806.89±65.321) 1394.00±141.881)2) 22.54 < 0.05
    注:1)与假手术组相比,P < 0.05;2)与对照组相比,P < 0.05。
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    表  4  三组大鼠术后12、24、72 h各蛋白mRNA相对表达水平比较

    指标 时间 假手术组(n=18) 对照组(n=18) 实验组(n=18) F P
    AMPK 12 h 1.04±0.14 1.14±0.111) 2.53±0.141)2) 62.65 < 0.05
    24 h 1.04±0.11 1.25±0.181) 3.66±0.571)2) 103.79 < 0.05
    72 h 1.04±0.18 1.22±0.141) 3.21±0.451)2) 101.66 < 0.05
    mTOR 12 h 0.98±0.06 1.51±0.271) 0.48±0.081)2) 59.37 < 0.05
    24 h 0.97±0.08 1.87±0.301) 0.56±0.141)2) 70.57 < 0.05
    72 h 0.98±0.10 1.75±0.241) 0.71±0.121)2) 62.11 < 0.05
    GLUT4 12 h 1.00±0.13 0.78±0.101) 1.64±0.191)2) 60.21 < 0.05
    24 h 1.00±0.12 0.88±0.141) 2.36±0.461)2) 49.51 < 0.05
    72 h 0.99±0.13 0.92±0.141) 2.05±0.331)2) 49.85 < 0.05
    MRP2 12 h 0.98±0.12 0.46±0.141) 1.57±0.241)2) 60.66 < 0.05
    24 h 0.99±0.12 0.65±0.121) 2.39±0.421)2) 75.87 < 0.05
    72 h 0.98±0.10 0.87±0.101) 1.98±0.391)2) 39.40 < 0.05
    注:1)与假手术组相比,P < 0.05;2)与对照组相比,P < 0.05。
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    表  5  三组大鼠术后12、24、72 h各蛋白相对表达水平比较

    指标 时间 假手术组(n=18) 对照组(n=18) 实验组(n=18) F P
    磷酸化AMPK 12 h 0.56±0.11 1.39±0.321) 2.16±0.251)2) 65.65 < 0.05
    24 h 0.55±0.13 1.45±0.311) 2.56±0.431)2) 61.04 < 0.05
    72 h 0.57±0.18 1.35±0.181) 2.47±0.381)2) 78.90 < 0.05
    磷酸化mTOR 12 h 2.29±0.43 3.33±0.451) 1.33±0.201)2) 42.62 < 0.05
    24 h 2.22±0.33 3.77±0.501) 1.46±0.241)2) 58.83 < 0.05
    72 h 2.15±0.38 3.71±0.481) 1.48±0.221)2) 55.75 < 0.05
    磷酸化GLUT4 12 h 2.22±0.40 0.87±0.171) 3.12±0.401)2) 65.92 < 0.05
    24 h 2.19±0.56 1.13±0.271) 3.55±0.471)2) 43.34 < 0.05
    72 h 2.20±0.51 1.24±0.141) 3.49±0.391)2) 53.41 < 0.05
    MRP2 12 h 1.33±0.25 0.41±0.141) 2.10±0.261)2) 85.21 < 0.05
    24 h 1.34±0.28 0.54±0.161) 2.50±0.331)2) 82.66 < 0.05
    72 h 1.32±0.30 0.62±0.141) 2.18±0.341)2) 51.15 < 0.05
    注:1)与假手术组相比,P < 0.05;2)与对照组相比,P < 0.05。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-03
  • 录用日期:  2020-12-30
  • 出版日期:  2021-05-20
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