基础研究 Open Access
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世界华人消化杂志. 2011-09-28; 19(27): 2816-2821
在线出版日期: 2011-09-28. doi: 10.11569/wcjd.v19.i27.2816
EGF、SS在海洛因戒断、脱毒、复吸大鼠颌下腺组织中的表达
胡赟, 梁文妹, 韩晶, 洪艳, 夏白娟, 李一欣, 谢莉
胡赟, 梁文妹, 韩晶, 洪艳, 夏白娟, 李一欣, 谢莉, 贵阳医学院组织学与胚胎学教研室 贵州省贵阳市 550004
胡赟, 2004年贵阳医学院硕士, 副教授, 主要从事颌下腺神经内分泌活性物质的研究.
基金项目: 贵州省社会发展科技攻关计划基金资助项目, No. 黔科合s字[2007]1048.
作者贡献分布: 此课题由梁文妹设计, 并指导实验及对文章的知识性内容作批评性审阅; 胡赟、韩晶、洪艳、夏白娟、李一欣及谢莉完成动物模型的制作; 标本染色、数据采集及分析、文章起草由胡赟完成.
通讯作者: 梁文妹, 教授, 550004, 贵州省贵阳市北京路9号, 贵阳医学院组织学与胚胎学教研室. wenmeiliang@126.com
电话: 0851-6909118
收稿日期: 2011-07-28
修回日期: 2011-09-15
接受日期: 2011-09-26
在线出版日期: 2011-09-28

目的: 研究表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、生长抑素(somatostatin, SS)在海洛因戒断、脱毒及复吸大鼠颌下腺组织中表达的变化.

方法: 正常♂SD大鼠35只, 随机分为正常对照组(NCG, n = 5)、盐水对照组(SCG1、SCG2、SCG3, 各组n = 5)及实验组(n = 5), 实验组又分为海洛因戒断组(HAG, n = 5)、美沙酮脱毒治疗组(MDG, n = 5)、海洛因复吸组(HRG, n = 5). 取各组大鼠颌下腺组织, 并用免疫组织化学SABC法及图像分析方法检测其EGF、SS的表达.

结果: 与NCG及SCG相比, HAG与HRG大鼠颌下腺EGF、SS阳性细胞的免疫染色加深, 图像分析方法测得其平均灰度值明显下降(EGF: NCG171.21±9.31 vs HAG153.59±11.00, HRG144.35±7.54, F =37.444; SS: NCG158.62±10.95 vs HAG149.19±9.00, HRG136.73±7.93, F =19.260, P<0.05), 而EGF阳性细胞数量明显增多(NCG52.13±5.33 vs HAG60.96±6.06, HRG58.87±5.69, F =10.363, P<0.05); HAG大鼠颌下腺SS阳性细胞计数增加(NCG45.68±5.70 vs HAG56.68±4.31, F =11.201, P<0.05), 而HRG则无明显变化(P>0.05). MDG大鼠颌下腺EGF、SS阳性细胞的数量及平均灰度值与NCG及SCG相比差异无显著性(P>0.05).

结论: 海洛因戒断及复吸对大鼠颌下腺EGF、SS的合成和分泌有明显影响.

关键词: 海洛因; 戒断; 脱毒; 复吸; 颌下腺; 大鼠; 表皮生长因子; 生长抑素; 免疫组织化学

引文著录: 胡赟, 梁文妹, 韩晶, 洪艳, 夏白娟, 李一欣, 谢莉. EGF、SS在海洛因戒断、脱毒、复吸大鼠颌下腺组织中的表达. 世界华人消化杂志 2011; 19(27): 2816-2821
Expression of EGF and somatostatin in the submandibular gland of rats during heroin abstinence, detoxification or relapse
Yun Hu, Wen-Mei Liang, Jing Han, Yan Hong, Bai-Juan Xia, Yi-Xin Li, Li Xie
Yun Hu, Wen-Mei Liang, Jing Han, Yan Hong, Bai-Juan Xia, Yi-Xin Li, Li Xie, Department of Histology and Embryology, Guiyang Medical University, Guiyang 550004, Guizhou Province, China
Supported by: the Key Science and Technology Program, of Guizhou Province, No. QIAN KE HE S ZI (2007) 1048.
Correspondence to: Professor Wen-Mei Liang, Department of Histology and Embryology, Guiyang Medical University, 9 Beijing Road, Guiyang 550004, Guizhou Province, China. wenmeiliang@126.com
Received: July 28, 2011
Revised: September 15, 2011
Accepted: September 26, 2011
Published online: September 28, 2011

AIM: To investigate the expression of epidermal growth factor (EGF) and somatostatin in the submandibular gland of rats during heroin abstinence, detoxification or relapse.

METHODS: Male rats were divided into normal control group (NCG, n = 5), saline control group (SCG, n = 5), and experiment group (EG). The EG group was further divided into heroin abstinence group (HAG, n = 5), methadone detoxification group (MDG, n = 5), and heroin relapse group (HRG, n = 5). Submandibular gland tissue samples were taken from each group to perform immunohistochemistry to detect the expression of EGF and somatostatin.

RESULTS: Compared to the NCG group, the immunostaining density of EGF- and SS-positive cells was greater, the mean grey degree of EGF- and SS-positive cells decreased (EGF: 71.21 ± 9.31 vs 153.59 ± 11.00, 144.35 ± 7.54, F = 37.444; SS: 158.62 ± 10.95 vs 149.19 ± 9.00, 136.73 ± 7.93, F = 19.260; all P < 0.05), and the number of EGF-positive cells significantly increased (52.13 ± 5.33 vs 60.96 ± 6.06, 58.87 ± 5.69, F = 10.363, both P < 0.05) in the HAG and HRG groups. The number of SS-positive cells significantly increased (NCG45.68±5.70 vs HAG56.68±4.31, F = 11.201, P < 0.05) in the HAG group but showed no significant changes in the HRG group (P > 0.05) compared to the NCG group. In addition, the mean grey degree of EGF- and SS-positive cells did not change significantly in the MDG group (P > 0.05).

CONCLUSION: Heroin abstinence and relapse significantly affect the synthesis and secretion of EGF and SS in the submandibular gland of rats.

Key Words: Heroin; Abstinence; Detoxification; Relapse; Submandibular gland; Rats; Epidermal growth factor; Somatostatin; Immunohistochemmistry


0 引言

阿片类药物成瘾及戒断机制的研究与治疗一直是众多学者关注的热点, 而如何减轻戒断后稽延症状的发生并防止脱毒后复吸仍是目前尚待解决的难题. 海洛因滥用范围广泛, 危害严重, 对消化功能损害明显, 并出现多种神经内分泌活动改变, 引起一系列临床症状和病变[1,2]. 颌下腺除分泌消化酶参与消化外, 还能合成分泌多种活性物质, 与神经系统共同构成"神经内分泌轴", 对内环境的稳定有重要作用[3]. Racz等[4]利用这一特点将颌下腺作为基因治疗的靶器官, 另有学者通过制备人造颌下腺以获得所需生物活性蛋白[5]. 这些活性物质中不乏与胃肠功能调节密切相关的细胞因子及神经肽, 其中表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)及生长抑素(somatostatin, SS)的研究最为常见.EGF是重要的促细胞生长因子, 能促进胃肠上皮细胞增殖和分化[6], SS及其类似物在临床应用范围广泛, 对胃肠道肿瘤及其他疾病的治疗效果较好[7]. 目前, 国内外有关阿片成瘾的研究大多为神经生物学、分子生物学方面[8,9], 关于形态学原位研究的报道较少, 尚未见有关海洛因戒断及脱毒复吸大鼠颌下腺EGF、SS表达的相关报道. 本实验通过建立海洛因戒断、脱毒、复吸模型, 用免疫组织化学及图像分析法, 研究颌下腺EGF、SS的定位及表达变化, 以期为进一步研究海洛因成瘾及戒断机制提供形态学资料, 并试图为临床通过利用颌下腺神经内分泌功能治疗海洛因引起的消化系功能紊乱提供相应的理论依据.

1 材料和方法
1.1 材料

成年♂SD大鼠35只, 体质量180-220 g, 由贵阳医学院实验动物中心提供. 海洛因纯度为61.48 %, 由贵州省公安厅提供. 美沙酮由汉方制药厂提供. 每组5只.

1.2 方法

1.2.1 分组: 按配对原则随机分为正常对照组(normal control group, NCG)5只、盐水对照组(saline control group, SCG)15只和实验组(experiment group, EG)15只, EG又分为海洛因戒断组(heroin abstinence group, HAG)、美沙酮脱毒组(methadone detoxication group, MDG)和海洛因复吸组(heroin relapse group, HRG), 每组5只; 盐水对照组也分为3组(SCG1、SCG2、SCG3), 每组5只, 分别与实验各组对照.

1.2.2 造模: (1)海洛因戒断大鼠模型[10]: EG大鼠按体质量腹部皮下注射海洛因药液, 首日剂量为3 mg/kg, 2 次/d(上午08:00, 下午15:00), 每日递增剂量为3 mg/kg, 连续9 d至成瘾. 第9天剂量为27 mg/kg. 第10天取5只大鼠腹腔注射0.8 mg纳洛酮催瘾, 观察并记录戒断症状30 min, 出现扭体、湿狗样抖、跳跃、站立、齿颤、清理皮毛、上睑下垂等戒断症状, 依照Maldonad等的戒断症状评分标准评定, 判定大鼠海洛因戒断模型成功, 并于1 h内将大鼠处死; (2)美沙酮脱毒治疗模型[11]: 将其余已成瘾大鼠腹腔注射美沙酮, 连续注射6 d, 每日剂量递减, 依次为5、4、3、2、1、0.5 mg/kg, 观察并记录大鼠行为表现.至脱毒治疗第7天时, 使用纳洛酮催瘾并观察已无明显戒断症状, 脱毒模型成功建立, 将5只MDG大鼠处死; (3)海洛因复吸大鼠模型: 将剩余5只美沙酮脱毒6 d后的大鼠再次注射海洛因, 注射剂量9 mg/kg首日, 1 次/d(上午08:00时), 逐日递增剂量为3 mg/kg, 连续7 d, 让大鼠再次染毒后将其处死. SCG1、SCG2、SCG3按体质量每日注射与EG相当剂量的生理盐水, 并与EG同时处死; NCG不予任何处理, 按时喂养, 同期处死.

1.2.3 取材和标本制备: 分别取NCG、SCG(SCG1、SCG2、SCG3)和EG(HAG、MDG和HRG)大鼠颌下腺组织, Bouin液固定, 常规石蜡包埋, 制成4 µm厚的连续切片, 每例每个指标均观察切片3张以上, 切片间隔56 µm.

1.2.4 免疫组织化学SABC法: 按免疫组织化学SABC法进行免疫组织化学染色, 分别显示EGF和SS阳性细胞. 主要步骤为: 切片常规脱蜡至水, 室温10%甲醇-过氧化氢10 min, 正常羊血清(1∶50)室温下封闭20 min, 分别滴加兔EGF(1∶500, sigma公司, 美国)、SS抗血清(1∶100, 博士得生物工程公司), 4 ℃孵育过夜, 羊抗兔IgG(1∶100, 博士得生物工程公司)37 ℃孵育20 min, SABC复合物(1∶100)37 ℃孵育20 min, DAB-H2O2液显色, 苏木精轻度复染, 中性树胶封片. 方法对照: 以PBS缓冲液代替特异性抗血清作为阴性对照, 用已知阳性片作阳性对照, 余步骤相同.

1.2.5 图像分析: 随机选取NCG、HAG、MDG和HRG和同期SCG颌下腺切片各3例, 应用BioMias图像分析系统进行检测. 在40倍物镜下, 每例切片随机选取5个视野, 计数每个视野内有核EGF和SS阳性细胞数, 并检测其平均灰度值.

统计学处理 应用SPSS16.0软件包对所得数据进行单因素方差分析(One-way analysis of variance, ANOVA)进行统计分析(mean±SD). P<0.05有统计学意义.

2 结果
2.1 大鼠颌下腺EGF阳性细胞

光镜下, NCG大鼠EGF阳性产物呈棕黄色细颗粒状, 分布于以颗粒曲管(granular convoluted tubule cell, GCT)为主的颌下腺各级导管上皮细胞胞质内, 同一导管断面可见不同反应强度的EGF阳性细胞. 腺泡细胞为阴性反应(图1A). SCG大鼠颌下腺EGF阳性细胞的分布及免疫染色均无明显变化. HAG大鼠颌下腺EGF阳性细胞的分布与NCG及SCG大鼠基本一致, 但免疫染色变深(图1B). 与NCG及SCG大鼠相比, MDG大鼠颌下腺EGF阳性细胞的分布及反应强度均无明显变化(图1C). HRG大鼠EGF阳性细胞染色变深, 部分GCT细胞胞质中可见明显的分泌颗粒(图1D).

图1
图1 大鼠下颌下腺EGF阳性细胞(SABC×400). A: NCG; B: HAG; C: MDG; D: HRG.
2.2 大鼠颌下腺SS阳性细胞

NCG大鼠颌下腺的SS阳性产物分布于以纹状管和GCT为主的导管上皮细胞细胞质中. 腺泡细胞呈阴性反应(图2A). SCG大鼠SS阳性产物的分布及反应强度无明显改变. 与NCG及SCG大鼠相比, HAG大鼠颌下腺SS阳性细胞的分布基本一致, 但染色加深(图2B). MDG大鼠颌下腺SS阳性细胞的分布及反应强度均无明显改变, 与NCG及SCG大鼠基本一致(图2C). HRG大鼠SS阳性细胞染色明显变深, 阳性产物仍分布于导管上皮细胞胞质内(图2D).

图2
图2 大鼠下颌下腺SS阳性细胞(SABC×400). A: NCG; B: HAG; C: MDG; D: HRG.
2.3 各组大鼠颌下腺EGF阳性细胞的图像分析

SCG1、SCG2、SCG3与NCG大鼠相比, 其EGF阳性细胞数量和平均灰度值的差异无统计学意义; 而在MDG大鼠, EGF阳性细胞数量及平均灰度值的变化也无显著性; HAG及HRG大鼠颌下腺EGF阳性细胞的数量明显增加(F = 10.363, P<0.05), 平均灰度值则下降(F = 37.444, P<0.05, 表1).

表1 各组大鼠颌下腺EGF阳性细胞的图像分析(mean±SD).
测量指标
分组细胞数量P平均灰度值P
NCG52.13±5.33171.21±9.31
SCG152.26±4.720.938172.91±11.550.508
SCG252.44±5.670.855170.04±10.050.651
SCG352.96±5.360.620171.04±6.220.947
HAG60.96±6.060.0001153.59±11.000.0001
MDG51.70±6.460.794171.92±7.770.781
HRG58.87±5.690.0001144.35±7.540.0001
2.4 各组大鼠颌下腺SS阳性细胞的图像分析

与NCG比较, SCG1、SCG2、SCG3大鼠SS阳性细胞数量和平均灰度值差异无显著性; MDG与NCG、SCG之间的差异也无显著性; HAG大鼠颌下腺SS阳性细胞数量明显增加(F = 11.201, P<0.05), 而HRG则无明显变化, 但HAG、HRG大鼠颌下腺SS阳性细胞平均灰度值明显下降(F = 19.260, P<0.05, 表2).

表2 各组大鼠颌下腺SS阳性细胞的图像分析(mean±SD).
测量指标
分组细胞数量P平均灰度值P
NCG45.68±5.70158.62±10.95
SCG146.32±6.580.729159.42±9.130.773
SCG245.42±6.100.885159.37±8.280.784
SCG344.16±7.740.403158.12±8.270.855
HAG56.68±4.310.0001149.19±9.000.0001
MDG45.63±4.270.977158.17±12.180.870
HRG45.06±3.000.734136.73±7.930.0001
3 讨论

在正常生理状态下, 内源性阿片肽与阿片受体相互作用, 通过神经内分泌整合机制来保持内环境的稳定. 当大量外源性阿片肽进入机体, 内源性阿片肽的合成与释放受到抑制, 外源性阿片肽则替代内源性阿片肽在体内建立新的稳态. 长期吸食毒品, 阿片受体对外源性阿片肽很快会产生耐受性, 从而迫使吸毒者不断重复和吸食更多的毒品以保持体内的这种病态平衡. 此时, 如果骤然中断毒品供给, 则内、外源性阿片肽都缺乏, 阿片肽系统的调节作用丧失, 继而影响神经内分泌整合作用, 表现出以植物神经系统机能亢进为主的戒断症状[12]. 纳洛酮是阿片受体竞争性拮抗剂, 能阻断外源性阿片肽与体内阿片受体的结合, 常伴随有明显的消化系戒断症状, 如食欲差、腹痛、腹泻, 甚至消化系溃疡及出血等表现等, 这除了外源性阿片肽的直接作用以外, 还与胃肠激素的改变有关[13,14].

EGF于1959年由美国生化学家Cohen首先从小鼠颌下腺中提取, 自从1962年被提纯以来, 一直受到众多学者的关注. 消化系中EGF的含量远远高于血液循环中的浓度, 在正常情况下唾液中的EGF不仅对胃酸分泌有抑制作用, 更重要的是EGF能促进胃黏膜细胞增生及维持胃黏膜完整性, 对萎缩性胃炎、胃肠道溃疡等疾病的治疗有积极作用[4]. SS是一种重要的神经内分泌活性物质, 对机体生理功能的影响广泛, 主要是起抑制作用, 对几乎所有的内、外分泌活动及胃肠运动均有较强的抑制作用. 近年来SS及其类似物在临床应用范围非常广泛, 不仅可以用于内分泌肿瘤的治疗, 而且对腹泻、胃肠道肿瘤及胃肠出血等疾病都有较好的治疗效果, 对胃肠道有明显的细胞保护作用[7,15,16]. 本组实验结果表明, 海洛因戒断组大鼠颌下腺EGF、SS阳性细胞数量增加, 平均灰度值下降, 表明此时EGF、SS合成增多. 我们推测增多的EGF、SS不仅对海洛因造成的胃肠功能损害有保护作用, 而且还与大鼠出现的消化系戒断症状有关.

美沙酮是人工合成的µ阿片受体激动剂, 成本低, 是阿片类药物良好的替代品, 常用于阿片成瘾的维持治疗[17]. 本实验通过美沙酮逐日递减法, 成功建立美沙酮脱毒大鼠模型, 并用免疫组织化学法及图像分析法检测EGF、SS阳性细胞的数量和平均灰度值, 结果显示与NCG及SCG的差异无显著性, 说明颌下腺分泌的EGF、SS含量恢复正常. 且本实验中MDG大鼠未出现明显戒断症状. 提示使用美沙酮进行逐日递减脱毒治疗的方法是有效的, 颌下腺分泌的EGF、SS与脱毒后大鼠胃肠功能的调节过程有关, 但其具体的作用机制有待于进一步研究.

复吸一直是戒毒治疗中一个非常棘手的难题, 海洛因依赖者脱毒后复吸的比例极高, 而且复吸后海洛因对机体各器官功能的损伤较之前会更为严重[18]. 海洛因等阿片类毒品对胃肠功能有明显损害, 临床常见因胃肠功能紊乱而导致的消化不良、便秘、消化系溃疡及出血等症状, 且对症治疗效果不理想[19]. 研究表明, EGF能促进胃肠上皮细胞的增殖、分化和成熟, 对上皮细胞有明显的保护作用, 并且与胃肠黏膜上皮细胞损伤后的修复有关[20], 对保持黏膜的完整性有重要作用[21], 与溃疡的发生和愈合有关[22]. 同时EGF还能促进肠干细胞的增殖[23], 预防坏死性小肠结肠炎的发生[24]. 有研究报道, SS及其衍生物善得定能增加食欲[25], 且善得定因具备抗氧化、抗炎及抗细胞凋亡的作用而能促进胃溃疡的愈合[26], 同时, SS还能减轻肠管扩张, 对术后早期炎性肠梗阻[27]以及溃疡性结肠炎[28]均有明显治疗作用. 在本组实验结果中, HRG大鼠EGF阳性细胞数量增多, 平均灰度值明显下降; SS阳性细胞数量虽无明显变化, 但平均灰度值也明显下降, 说明此时颌下腺分泌EGF、SS增多. 提示复吸后胃肠功能再次受损, 而颌下腺分泌增多的EGF、SS则与海洛因依赖引起的胃肠功能损伤的调节有关.

另有研究报道[29], 阿片受体与SS受体的氨基酸序列具有高度同源性, 二者的配体可能相同, SS及其类似物能激活µ阿片受体, 与阿片类物质之间有竞争作用. 而在胃肠道有大量阿片受体的分布[30]. 结合本组研究结果, 我们推测海洛因复吸期间颌下腺分泌的SS除参与胃肠道的保护外, 还能竞争性的抑制外源性阿片肽与阿片受体的结合, 从而减轻外源性阿片肽对机体造成的损伤.

总之, 海洛因对颌下腺EGF 、SS的分泌活动有明显影响, 我们推测这种变化与机体对海洛因产生的适应性调节过程有关, 对海洛因造成的胃肠功能损伤有一定的保护作用. 但其具体的作用机制尚有待于进一步研究.

评论
背景资料

近年来的研究表明, 阿片类药物滥用者胃肠功能损伤明显, 并出现多种神经内分泌活动改变, 而临床对症治疗效果不理想. 颌下腺能分泌多种活性物质, 对胃肠功能的调节有重要作用. EGF是重要的促细胞生长因子, 对胃肠道溃疡等疾病有积极治疗作用. SS对胃肠肿瘤及其他疾病有较好治疗效果. 目前, 国内外有关阿片成瘾的研究大多为神经生物学、分子生物学方面, 关于形态学原位研究的报道较少, 尚未见有关海洛因戒断及脱毒复吸大鼠颌下腺EGF、SS表达的相关报道.

同行评议者

姜相君, 主任医师, 青岛市市立医院消化内科; 唐世刚, 教授, 大连大学附属中山医院内科

研发前沿

阿片类药物成瘾及戒断机制的研究与治疗一直是众多学者关注的热点, 然而, 如何减轻戒断后稽延症状的发生并防止脱毒后复吸仍是目前尚待解决的难题. 海洛因(即盐酸二乙酰吗啡)是其中的代表品种, 其滥用范围广泛, 危害严重, 脱毒后复吸的比例极高.

相关报道

EGF能促进胃肠上皮细胞的增殖、分化和成熟, 对保持黏膜的完整性有重要作用. SS及其类似物对腹泻、胃肠道肿瘤及胃肠出血等疾病都有较好的治疗效果, 且SS及其类似物能激活μ阿片受体, 与阿片类物质之间有竞争作用.

创新盘点

本组实验结果表明, 海洛因戒断、复吸大鼠颌下腺EGF、SS分泌增多可能与海洛因引起的胃肠功能损伤调节有关.而在胃肠道有大量阿片受体的分布, 由于SS能激活μ阿片受体, 提示颌下腺分泌的SS还能竞争性的抑制外源性阿片肽与阿片受体的结合, 减轻外源性阿片肽对机体造成的损伤.

应用要点

为进一步研究海洛因成瘾及戒断机制提供形态学资料, 并为临床通过利用颌下腺神经内分泌功能调整体内激素、细胞因子水平来治疗海洛因引起的消化系功能紊乱提供相应的理论依据.

同行评价

本文选题新颖, 有一定创新性, 结果对戒毒治疗有很好的理论和治疗指导意义.

编辑:李军亮 电编:闫晋利

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