姜黃素對大鼠慢性酒精性胰腺炎的作用和機制研究

彭曉華 周旭春 潘慧

·論著·

姜黃素對大鼠慢性酒精性胰腺炎的作用和機制研究

彭曉華 周旭春 潘慧

目的觀察姜黃素對大鼠實驗性慢性胰腺炎的干預作用。方法18只1月齡雄性SD大鼠按數字表法隨機分為對照組、ANP組和姜黃素組，每組6只。以25%乙醇代水飲12周后每周1次腹腔注射脂多糖(2 mg/kg體重)、共4次的方法建立慢性胰腺炎模型。姜黃素組制模同時飼以姜黃素。17周后處死動物。測血糖濃度，常規胰腺病理檢查及膠原纖維染色，檢測胰腺組織淀粉酶和脂肪酶水平。采用RT-PCR法檢測胰腺組織轉化生長因子β1(TGF-β1)mRNA表達。結果對照組、ANP組和姜黃素組胰腺病理評分分別為1.17±0.41、7.33±2.58和3.50±1.05，姜黃素組較ANP組降低(P<0.01)，但仍高于對照組(P<0.05)。各組血糖值無統計學差異。姜黃素組胰腺組織勻漿淀粉酶和脂肪酶含量分別為(7348±102)、(14135±1272)U/g,均高于ANP組的(5428±547)和(9123±1250)U/g(P值均<0.05)。對照組、ANP組和姜黃素組胰腺TGF-β1 mRNA表達量分別為0.618±0.019、0.818±0.012、0.745±0.088，ANP組顯著高于對照組和姜黃素組(P值均<0.01)。結論在長期攝入乙醇的基礎上反復腹腔注射脂多糖可誘導慢性胰腺炎；姜黃素可能通過抑制TGF-β1表達而產生抗胰腺纖維化的作用。

姜黃素； 慢性胰腺炎； 內毒素類； 乙醇

胰腺纖維化是慢性胰腺炎(chronic pancreatitis, CP)最重要的病理改變，目前尚無有效的治療手段。姜黃素(curcumin)是從姜黃根莖中提取的一種天然酚類抗氧化劑，具有廣泛的抗炎、抗氧化、抗誘變等藥理作用[1]。本實驗應用姜黃素干預CP大鼠，觀察姜黃素對CP胰腺纖維化的影響。

材料與方法

一、實驗動物與分組

18只1月齡雄性SD大鼠，體重95～105 g，由重慶醫科大學實驗動物中心提供，使用合格證：SCXK(渝)2007-0001。大鼠適應飼養一周，按數字表法隨機分為對照組、ANP組和姜黃素治療組，每組6只。ANP組和姜黃素組以25%乙醇代替飲水。姜黃素組同時飼以300 mg/kg體重姜黃素(生工生物工程上海有限公司)。飼養后第13、14、15、16周，ANP組和姜黃素組大鼠腹腔內各注射2 mg/kg體重脂多糖，每周1次，共4次，于最后一次注射一周后處死動物，取靜脈血及胰腺組織。

二、觀察指標與檢測方法

1．胰腺病理學檢測：部分胰腺組織常規病理檢查，并行Masson膠原染色。胰腺病變程度評分標準：(1)炎細胞浸潤：5個高倍視野內炎癥細胞數均值<5個為0 分，6～20個為1分，21～40個2分，>40為3分；(2)壞死：無為0分，小灶狀壞死為1分，小片狀壞死為2分，大片狀壞死為3分；(3)結構破壞：無為0分，灶性破壞為1分，小部分破壞為2分，大部分破壞為3分；(4)黏液水腫：無為0分，有為1分；(5)萎縮：無為0分，有為1分；(6)纖維化：膠原纖維占總面積0～1%為0分，1.1%～5.0%為1分，5.1%～10%為2分，10.1%～20%為3分，>20%為4分。以上分值相加，0～3分為正常，4～6分為輕度CP，7～9分為中度CP，>9分為重度CP。

2．胰腺分泌功能測定：取血測血糖濃度。取部分胰腺組織制成勻漿，檢測淀粉酶和脂肪酶含量。

3．胰腺組織TGF-β1 mRNA 檢測：應用RT-PCR

法檢測。采用RNAisoTHPlus試劑(大連寶生物公司)抽提胰腺組織總RNA。TGF-β1上游5′-CTACTA-CGCCAAAGAAGTCACC-3′；下游5′-GAAAGCCCT-GTATTCCGTCTC-3′；產物大小347 bp，內參β-actin上游5′-CCTGAAGTACCCCATTGAACAC-3′；下游5′-CTCATTGCCGATAGTGATGACC-3′，產物大小562 bp。引物由大連寶生物公司合成。PCR反應條件：94℃ 2 min，94℃ 30 s、58℃ 30 s、72℃ 30 s，30個循環，最后72℃ 10 min。產物經電泳后掃描，以目的條帶與內參條帶灰度值之比值表示mRNA相對表達量。

三、統計學處理

結 果

一、胰腺組織病理學改變

對照組大鼠胰腺未見明顯病理改變。ANP組大鼠胰腺可見大量腺泡細胞空泡樣改變，部分發生壞死，腺泡周圍和管壁纖維組織增多，小葉內和小葉間毛細血管充血、出血，并有單核細胞、淋巴細胞浸潤。姜黃素組大鼠胰腺部分腺泡細胞空泡化，部分腺泡周圍和管壁纖維組織增多，小葉結構完整(圖1)。對照組、ANP組和姜黃素組胰腺病理評分分別為1.17±0.41、7.33±2.58、3.50±1.05，姜黃素組較ANP組明顯降低(P<0.01)，但仍高于對照組(P<0.05)。

二、胰腺分泌功能變化

ANP組胰腺組織淀粉酶和脂肪酶含量均較對照組下降，而姜黃素組較ANP組顯著升高，但仍低于對照組；各組血糖值無統計學差異(表1)。

三、胰腺組織TGF-β1 mRNA表達的變化

對照組、ANP組和姜黃素組胰腺TGF-β1 mRNA表達量分別為0.618±0.019、0.818±0.012、0.745±0.088，ANP組較對照組表達明顯增高(P<0.01)，姜黃素組較ANP組明顯降低(P<0.01，圖2)。

圖1對照組(a)、ANP組(b)、姜黃素組(c)胰腺組織病理學改變(上圖，HE ×100；下圖，Masson染色 ×100)

表1 各組胰腺組織淀粉酶、脂肪酶含量和血糖濃度

注：與對照組比較，aP<0.01，bP<0.05；與ANP組比較，cP<0.01，dP<0.05

1：Maker；2、4、6：姜黃素組、ANP組和對照組的β-actin；3、5、7：姜黃素組、ANP組、對照組的TGF-β1 mRNA

圖2各組大鼠胰腺組織TGF-β1 mRNA的表達

討 論

姜黃素是從植物姜黃塊根提取的，已經被證實具有抗炎、抗脂質過氧化、抗纖維化等作用[1]，并能夠通過抑制肝臟星狀細胞活化增殖、誘導其凋亡，減輕肝纖維化大鼠肝內膠原的沉積[2-3]。體外研究結果顯示，姜黃素可抑制胰腺星狀細胞的激活[4]。

本實驗應用內毒素聯合酒精喂飼造成胰腺病理損傷，且胰腺組織中淀粉酶和脂肪酶含量均明顯減少，表明酒精性慢性胰腺炎動物模型成功建立。應用姜黃素干預治療后，大鼠的胰腺病理損傷較ANP組降低，膠原纖維量減少，胰腺組織淀粉酶和脂肪酶水平也較ANP組升高。表明姜黃素可通過抗胰腺纖維化和抑制慢性胰腺炎癥反應，減少胰腺組織的膠原沉積，減少炎癥細胞浸潤，減輕胰腺損傷，改善胰腺外分泌功能。但姜黃素干預后，胰腺的損傷并非能恢復到正常，提示其作用有一定局限性。TGF-β1可誘導胰腺星狀細胞的激活和細胞外基質的合成，刺激胰腺星狀細胞分泌基質金屬蛋白酶，抑制金屬蛋白酶組織抑制劑的分泌，引起細胞外基質降解減少和胰腺細胞外基質蛋白的沉積增加，而活化的胰腺星狀細胞也可以通過自分泌作用促進自身TGF-β1的表達，產生自身放大效應，調節其他細胞因子生成，最終導致胰腺纖維化發生[5]。抑制TGF-β1 信號可減少細胞外基質蛋白。因此TGF-β1是調控胰腺纖維化過程最重要的細胞因子，TGF-β1表達持續增強可能與CP胰腺進行性纖維化的發生有關。本結果顯示，姜黃素組的胰腺組織TGF-β1 mRNA表達量顯著低于ANP組，提示姜黃素可能通過某種途徑抑制TGF-β1的表達，從而減輕胰腺纖維化。但姜黃素是通過何種途徑抑制TGF-β1的表達目前尚不清楚，需進一步研究。

[1] Jurenka JS. Anti-inflammatory properties of curcumin, a major constituent of curcuma longa: a review of preclinical and clinical research. Altern Med Rev,2009,14:141-153.

[2] Cheng Y, Ping J, Xu LM. Effects of curcumin on peroxisome proliferator-activated receptor γexpression and nuclear translocation/redistribution in culture-activated rat hepatic stellate cells. Chin Med J, 2007,120:794-801.

[3] O′Connell MA, Rushworth SA. Curcumin: potential for hepatic fibrosis therapy? Br J Pharmacol, 2008,153:403-405.

[4] Masamune A, Suzuki N, Kikuta K, et al. Curcumin blocks activation of pancreatic stellate cells. J Cell Biochem,2006,97:1080-1093.

[5] Talukdar R, Tandon RK.Pancreatic stellate cells: New target in the treatment of chronic pancreatitis.J Gastroenterol Hepatol, 2008, 23:34-41.

2010-11-23)

(本文編輯：屠振興)

Roleandmechanismofcurcuminonratswithchronicpancreatitis

PENGXiao-hua,ZHOUXu-chun,PANHui.

DepartmentofGastroenterology,FirstAffiliatedHospital，ChongqingMedicalUniversity,Chongqing400016,China

ZHOUXu-chun,Email:chqxchzh@163.com

ObjectiveTo investigate the effect of curcumin on chronic pancreatitis in rat.MethodsEighteen one-month old male SD rats were randomly divided into control group, ANP group and curcumin group with 6 rats in each group. After fed by 25% alcohol for twelve weeks, the rats in ANP group were intraperitoneally injected with lipopolysaccharides (LPS, 2 mg/kg body weight) once a week for 4 weeks. The rats in curcumin group were fed with curcumin when they were intraperitoneally injected with lipopolysaccharides. Seventeen weeks later, the rats were sacrificed. Serum glucose was measured, pancreatic morphology was routinely examined, collagen deposition was determined by Masson stain, and the amylase and lipase in pancreatic tissue were evaluated, TGF-β1 mRNA was determined by using RT-PCR.ResultsThe pathological score of control group, ANP group and curcumin group was 1.17±0.41, 7.33±2.58 and 3.50±1.05, and the score in curcumin group was lower than that of ANP group (P<0.01), but which was higher than that in control group (P<0.05). There was no difference in the serum glucose among the groups. The levels of amylase and lipase in pancreatic tissue were (7348±102), (14135±1272) U/g, which were significantly higher than those in ANP group [(5428±547) and (9123±1250) U/g,P<0.05]. The expressions of TGF β1 mRNA in control group, ANP group and curcumin group were 0.618±0.019, 0.818±0.012, 0.745±0.088, and the values in ANP group were significantly higher than those in control group and curcumin group (P<0.01).ConclusionsOn the basis of long term ethanol intake, repeatedly intraperitoneal injection of LPS can induce chronic pancreatitis, and curcumin has anti-fibrosis effect possibly by its inhibitory effect on the expression of TGF-β1.

Curcumin; Chronic pancreatitis; Endotoxins; Ethanol

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2011.05.013

重慶市衛生局科研項目(062096)；重慶醫科大學校辦課題(QD200508)

400016 重慶，重慶醫科大學附屬第一醫院消化內科

周旭春，Email:chqxchzh@163.com