肝脏移植缺血再灌注损伤(IRI)可致肝功能障碍或移植物失功,其产生机制中活性氧和活性氮扮演重要角色。其中一氧化氮(NO)对IRI的作用存在正反两种意见。近来蛋白结构分析发现NO分子能竞争抑制吲哚胺双加氧酶(IDO酶)活化。而IDO酶具有较强的抗氧化活性,其活化时能消耗大量O2-;其催化色氨酸代谢产物也是氧自由基的强清除剂。因此,我们假设肝移植后NO在体内能通过竞争抑制IDO酶活化,加重IRI损伤。本研究将以大鼠脂肪肝肝移植为IRI模型,采用创新"微透析-HPLC"技术实时监测移植肝内IDO酶活性,研究移植后NO、O2-与IDO酶的竞争结合影响IRI的新机制;并应用iNOS酶抑制剂减少NO合成,或利用"睡美人"转座子载体介导上调移植物IDO基因表达,以此调节NO-IDO酶竞争抑制途径减轻脂肪肝IRI损伤。这将深化肝移植IRI发生机制的理解,并为扩大肝脏供体来源和IRI治疗提供新的思路和手段。
Liver transplantation;Ischemia/reperfusion injury;Nitric oxide;Indoleamine 2,3-dioxygenase;Microdialysis
目的通过建立大鼠脂肪肝肝移植模型,探讨脂肪肝供体肝移植后发生缺血再灌注损伤(Ischemia reperfusion injury, IRI)时,NO和吲哚胺-2,3-双加氧酶(Indoleamine, IDO酶)对IRI的影响,深入研究NO对IDO酶竞争抑制作用造成IRI肝损伤的可能机制,并据此应用iNOS抑制剂或上调供体肝脏IDO基因表达缓解移植后IRI肝损伤。方法高脂饮食建立稳定的大鼠脂肪肝模型,选取脂肪餐喂养4周后大鼠肝脏作为脂肪肝供体。实验分为五组,每组动物10对, 组I正常肝移植组(SD→SD),组II脂肪肝移植组(脂肪肝SD→SD),组III iNOS抑制剂组(脂肪肝SD→SD),组IVPB-IDO治疗组(脂肪肝SD→SD),组VPB-GFP对照组(脂肪肝SD→SD),每组分别于移植术后第6、24、48、72小时处死各2只动物,取血清和肝脏组织检测IRI损伤指标,如肝功能、肝细胞凋亡、活性氮、活性氧。测定每组IDO基因和蛋白表达及IDO酶在体活性。结果脂肪肝移植组(组II)较正常肝移植组(组I)血清转氨酶水平升高,IRI损伤评分和肝细胞凋亡数增加;前炎性因子基因表达、活性氧和活性氮水平均上调(P<0.05)。虽然两组间IDO基因表达无差异,但组II肝脏IDO酶在体活性低于组I(P<0.05)。与组II相比,iNOS酶抑制剂组(组III)和PB-IDO治疗组(组IV)的血清转氨酶水平、IRI损伤评分、肝细胞凋亡数均降低(P<0.05);其中组IV比组III的IRI损伤缓解更明显。组III中活性氮水平明显低于组II,IDO基因表达无差异,而IDO酶活性显著升高(P<0.05),活性氧水平相应减低。组IV中活性氮水平与组II间无显著差异,但IDO基因表达和IDO酶活性均升高,从而活性氧水平显著降低,也显著低于组III。结论以脂肪肝作为移植供体,较正常肝脏供体在移植术后将发生更为严重的IRI损伤,其机制可能是活性氮中NO大量生成,抑制了IDO酶活性,削弱了活性氧的清除能力。当使用iNOS抑制剂后,NO生成减少,降低了NO对IDO酶的竞争抑制作用,从而提高了IDO酶清除活性氧的能力。而上调移植肝脏IDO基因表达,能够直接促进IDO酶活性增加,消耗大量活性氧,故IDO基因上调后缓解IRI损伤的作用优于iNOS抑制剂。