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PLoS ONE: Cannabinoid HU210 Schützt Isolierte Rattenmagen gegen Beeinträchtigung verursacht durch Serum von Ratten mit experimentellen akuten Pankreatitis

Abstrakt

Eine akute Pankreatitis (AP), besonders schwerer akuter Pankreatitis verursacht häufig außerPankreas Komplikationen wie akute Magen-Darm-Schleimhaut-Läsion (AGML), die durch eine beträchtlich hohe Sterblichkeit einhergeht, doch der Pathogenese von AP -induzierte AGML ist noch nicht vollständig verstanden. In diesem Bericht untersuchten wir die Veränderungen der Serumkomponenten und Magen-endokrinen und exokrinen Funktionen bei Ratten mit experimentellen akuten Pankreatitis und untersuchten die möglichen Beiträge dieser Veränderungen in der Pathogenese der AGML. Darüber hinaus untersuchten wir die Intervention Effekte von Cannabinoid-Rezeptor-Agonisten HU210 und Antagonisten AM251 auf isolierte und Serum-perfundierten Rattenmagen. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die AGML nach 5 h von AP Replikation auftrat, und der Körper Homöostase wurde in AP Ratte mit erhöhten Konzentrationen von Pankreasenzymen, Lipopolysaccharid (LPS), proinflammtory Zytokine und Chemokine im Blut, und ein Ungleichgewicht des Magen gestört Sekretion Funktion. Perfusion der isolierten Rattenmagen mit dem AP Rattenserum verursachte im Magen morphologischen Veränderungen, mit einem deutlichen Zuwachs von Pepsin begleitet und [H +] Release und erhöhte Gastrin und Somatostatin-Sekretion verringert. HU210 umgekehrt die AP-Serum-induzierten Ratten pathologischen Veränderungen, einschließlich der Umkehrung der Transformation der Magen-Morphologie zu gewissen Grad. Die Ergebnisse aus dieser Studie zeigen, dass die Entzündungsreaktionen und die Unwucht der Magensekretion bei der Entwicklung von AP für die Pathogenese der AGML verantwortlich sind, und legen nahe, das therapeutische Potential von HU210 für AGML mit akuter Pankreatitis.

Zitat: Cao Mh, Li Yy, Xu J, Feng Yj, Lin Xh, Li K, et al. (2012) Cannabinoid HU210 Schützt Isolierte Rattenmagen gegen Beeinträchtigung verursacht durch Serum von Ratten mit experimentellen akuten Pankreatitis. PLoS ONE 7 (12): e52921. doi: 10.1371 /journal.pone.0052921

Editor: Vinod K. Yaragudri, Nathan Kline Institut für Psychiatrische Forschung und New York School of Medicine, Vereinigte Staaten von Amerika

Empfangen: 9. Mai 2012; Akzeptiert: 21. November 2012 um; Veröffentlicht: 28. Dezember 2012

Copyright: © 2012 Cao et al. Dies ist eine Open-Access-Artikel unter den Bedingungen der Lizenz Creative Commons, die uneingeschränkte Nutzung erlaubt, die Verteilung und Vervielfältigung in jedem Medium, vorausgesetzt, der ursprüngliche Autor und Quelle genannt werden

Finanzierung:. Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Erteilungsnummer 81270477 und 81141050 Dr. Yong Yu Li) unterstützt. http://www.nsfc.gov.cn/. Die Geldgeber hatten keine Rolle in Studiendesign, Datenerfassung und Analyse, Entscheidung oder Vorbereitung des Manuskripts zur Veröffentlichung

Konkurrierende Interessen:.. Die Autoren haben erklärt, dass keine Interessenkonflikte bestehen

Einführung

eine akute Pankreatitis (AP), besonders schwere AP, ist eine potentiell tödliche entzündliche Erkrankung der Bauchspeicheldrüse, die extraPankreas Komplikationen führt oft zu, auch mehrere systemischen Organversagen. Es wurde berichtet, dass 52% der Patienten mit einer akuten Pankreatitis akuten Magen-Darm-Schleimhaut-Läsion entwickeln (AGML) oder Stress Geschwür [1], [2]. Obwohl die endoskopische Beobachtung zeigt, dass die Mehrheit der Probanden lediglich mehrere oberflächliche Erosionen im Magen-Darm-Trakt haben weiterhin die optimale pharmakologische Intervention eine Frage der Debatte zu sein, und die Pathogenese der AGML bleibt unklar.

Einige Forscher berichten, dass die belastenden Zustand mit akuter Pankreatitis verursacht die verminderte Blutzufuhr oder Hypoperfusion in der Magenschleimhaut und der Gegendiffusion von Magen Wasserstoffion (H +) ist ein wichtiger Faktor für AGML als auch [3], [4]. Andere Untersuchungen festgestellt, dass das Serum und Aszites-Flüssigkeit von AP Patienten und Versuchstieren eine große Menge an toxischen Substanzen, wie Pankreasenzyme enthalten, Endotoxine, Entzündungsmediatoren, [5], [6], die an die multiple Organdysfunktionen in acute beitragen Pankreatitis [7], [8].

seit Jahrhunderten Cannabispflanze und deren Extrakte verwendet wurden Symptome von Magen-Darm-entzündlichen Erkrankungen zu lindern. Es wurde festgestellt, dass D 9-Tetrahydrocannabinol, die Hauptpsychotropen Komponente von Cannabis, seine primäre zelluläre Aktionen ausübt obwohl zwei G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, Cannabinoid 1 (CB1) und Cannabinoid-2 (CB2) -Rezeptoren [9] - [ ,,,0],11]. Seitdem sind diese beiden Rezeptoren als Hauptregulatoren der physiologischen und pathologischen Prozessen erkannt worden [12]. Cannabinoide können zeigt Magen-Darm-Sekretion [13], und die Aktivierung von CB1-Rezeptor reduzieren Schutzfunktion gegen stressinduzierten AGML [14], [15], aber die Mechanismen ihrer Wirkung schwer fassbar bleiben.

Das Ziel der Arbeit war es zu erforschen, sowohl in vivo und in-vitro-Experimenten, die Veränderungen in den Serumkomponenten, die Veränderungen der Magen-endokrinen und exokrinen Funktionen in Ratten-AP-Modell und die möglichen Beiträge dieser Veränderungen in der Pathogenese der AGML. wurden auch in dem Bemühen, mit Hilfe dessen Agonisten HU210 und Antagonisten AM251, die interventionelle Wirkung von CB1 sondiert die pathophysiologischen Mechanismen der AP-assoziierten AGML und die antiulcer Potentiale dieser Cannabinoid-Agenten besser zu erläutern.

Materialien und Methoden

Tiere

Männliche Sprague-Dawley-Ratten (220-250 g) wurden aus dem Experimental Animal Center der Fudan University, Shanghai, China erhalten. Vor den Experimenten wurden alle Tiere für 1 Woche unter Standardbedingungen mit freiem Zugang zu Wasser und Laborfutter untergebracht. Alle experimentellen Verfahren waren unten in Übereinstimmung mit den internationalen Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren und wurden von der Tierethikkommission der Tongji-Universität, Shanghai, China genehmigt.

Die Induktion der akuten Pankreatitis in Ratten
Die Ratten wurden zufällig in zwei Gruppen eingeteilt. Die Ratten wurden über Nacht mit nur Wasser gelassen vor der Operation fasten. AP-Modell wurde durch die Methode von Aho et al [16] induziert. Kurz gesagt, bekamen die Ratten Laparotomie (~ 3 cm Bauch-Mittelschnitt) nach der üblichen aseptischen Verfahren und unter Vollnarkose mit intraperitoneale Injektion von 20% Ethylcarbamat bei 10 ml /kg. Der biliopancreatic Kanal wurde in der Leber Hilus mit einem feinen weichen mikrovaskulären Klemme zu verhindern Rückfluss des infundiert Material in die Leber vorübergehend verschlossen. Ein retrograder Injektion von 3% Natriumdesoxycholat in die biliopancreatic Kanal wurde dann durchgeführt (0,1 ml /100 g Körpergewicht). Die Klammer wurde nach der Injektion entfernt. Sham-Operation wurde dementsprechend ohne Natriumdesoxycholat Injektion durchgeführt, und die Operation wurde mit abdominalen geschichteter Schließ abgeschlossen. In der fünften Stunde nach der Operation wurde das Blut aus der abdominalen Aorta Einstich unter Betäubung gesammelt. Alle Proben von Blut wurden zentrifugiert und die überstehende Flüssigkeit (Serum) wurde gesammelt, aliquotiert und bei -20 ° C für die nachfolgenden Anwendungen gespeichert. Die Bauchspeicheldrüse entfernt wurde, in zwei Teile geteilt, und ein Teil wurde in Trizol setzen sofort und bei -20 ° C für GenChip Analyse, wie der andere Teil mit 10% Paraformaldehyd fixiert wurde. Der Magen wurde ebenfalls entfernt, entlang der großen Kurve geöffnet und für anschließende pathologische Untersuchung mit 10% Paraformaldehyd fixiert.

Histologische Auswertung

Die histologische Auswertung wurde auf Ratten Pankreas und Magen durchgeführt, die in festen wurden 10% Paraformaldehyd und in Paraffin eingebettet. Danach wurden 5 &mgr; m Dicke Schnitte wurden auf einem Leica RM2126 Mikrotom in Scheiben geschnitten (Leica, Shanghai, China) und mit Hämatoxylin (0,5%) und Eosin (0,5%), gefolgt von der Beobachtung unter einem Motic BA300 Mikroskop (Motic China Group Co. Ltd gefärbt ., Xiamen, China). Die histologische Scoring wurde auf Pankreasschnitten beurteilt unter Verwendung eines modifizierten Kriterium von Nathan JD et al. [17] Die Bewertung wurde in zehn zufällig ausgewählte mikroskopische Felder jedes Tieres gleitet und wiederholt in drei Ratten /Gruppe in verblindet Weise hergestellt. Und die Gesamt histologischen Score (0-9) als die Summe von Ödemen (0-3), entzündlicher Zellinfiltration (0-3), und Gewebenekrose (0-3) ausgedrückt.

Microarray-Hybridisierungsassay

Microarray-Analyse wurde verwendet, um Transkriptionsprofile von einigen Entzündungs ​​Indizes in der Bauchspeicheldrüse von Ratten mit akuter Pankreatitis zu identifizieren. Array-Hybridisierungen wurden durchgeführt unter Verwendung von drei biologischen Replikate von RNA-Proben, extrahiert aus der Bauchspeicheldrüse von AP und Kontrollratten. Probe Vorbereitung, Chip-Hybridisierung und primäre Datenanalyse wurden von Capital Bio Corporation (ein Unternehmen lizenziert und autorisiert von Affymetrix in Peking, China zu betreiben) durchgeführt. Arrays wurden mit dem Genechip-Scanner 3000 7G (Affymetrix, Santa Clara, CA, USA) gescannt. Die quantitative Analyse wurde mit Affymetric Microarray Suite 5.0 Spezifische Bedingungen (Statistische Algorithmen) GCOS (Affymetrix Genechip Betriebssoftware) durchgeführt Version 1.4. Die differentiell exprimierten Gene wurden unter Verwendung von SAM (Significant Analyse von Microarray) Software identifiziert und auf der Grundlage ihrer Fold Change ausgewählt (> 2-fach) als zu den Kontrollproben verglichen

Immunohistochemistry Analysis
.

Die Immunhistochemie-Färbung auf Paraffinschnitten von Ratten Magen und Bauchspeicheldrüse wurden unter Verwendung von polyklonalen Kaninchen-anti-CB1 und CB2 anti-Antikörper (Kat ausgeführt. Nr: ALX-210-314 für anti-CB1 und Cat. Nr: ALX-210-315 für anti-CB2, Enzo, Plymouth Meeting, PA, USA), wie zuvor beschrieben [18]. Die Objektträger mit Abschnitten von Ratten Magens und des Pankreas wurden über Nacht bei 4 ° C mit Anti-CB1 oder CB2 anti-Antikörper und Biotin-markierte Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG-Arbeitsfluid (Cat inkubiert. Nr: SP0023; Biosynthesis Biotechnology Co. Ltd. ., Beijing, China wurde), dann für 15 Minuten, gefolgt von einer Inkubation bei 37 ° C, mit einem HRP-markiertem Streptavidin Arbeitslösung für 15 Minuten bei 37 ° C, auf jeden Objektträger aufgebracht und inkubiert und gleitet gründlich gespült wurden. Schließlich wurden die Objektträger DAB-gefärbten und nukleare Wieder gefärbt mit Hämatoxylin. Die Folien der negativen Kontrolle wurden durch die gleichen Schritte verarbeitet, aber der primäre Antikörper wurde mit PBS ersetzt. Die Bildanalyse wurde unter Verwendung von digitalen erreicht Motic Med 6.0 Bildanalysesystem. (Motic, China Group Co. Ltd., Xiamen, China)

Western Blotting zur Messung von CB1 und CB2 Expression

CB1 und CB2 Proteinexpression in der Bauchspeicheldrüse und Magen wurden mittels Western Blot untersucht. Wie zuvor beschrieben [19], nach Inkubation mit dem primären Antikörper in einer Verdünnung 1:250 einzeln (polyklonalen Kaninchen anti-CB1 und CB2 anti-Antikörper, Cat. No:. ALX-210-314 für anti-CB1 und Cat no: ALX-210-315 für anti-CB2, Enzo, Plymouth Meeting, PA, USA), die befleckte Nitrozellulosemembranen (Whatman, Dassel, Deutschland) wurde für 1 Stunde inkubiert gründlich, und die entsprechenden sekundären Antikörper, konjugiert an Meerrettich-Peroxidase gespült bei Zimmertemperatur. Für die interne Referenz, polyklonalen Kaninchen-anti-Maus-β-Actin-Antikörper (Verdünnung 1:2,000) (Abmart, Shanghai, China) verwendet. Schließlich Western-Blot-Nachweisreagenzien ECL-Antikörper-Bindung wurde durch die Exposition nachgewiesen (Kat. Nr: SC-2048, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) und auf Film aufgezeichnet

Herstellung von Isolated- gefäß. perfundierten Rattenmagen

Ratte wurde betäubt und die isolierte, wurde vaskulär perfundierten Rattenmagen hergestellt, wie zuvor beschrieben [20]. Kurz gesagt wurde der Bauch mit einem Medianschnitt unter sterilen Bedingungen geöffnet. Nach Ligation der abdominalen Aorta knapp oberhalb der Verzweigung des Truncus coeliacus wurde eine Kanüle in die abdominale Arterie über einen Einschnitt an der Aorta platziert eingefügt. Zwei Milliliter Kochsalzlösung, enthaltend 600 U Heparin wurden dann in die Magenarterie über die arterielle Kanüle injiziert. Anschließend wurde eine warme (37 ° C) modifizierte Krebs-Ringer-Lösung mit einer Mischung aus 95% O geperlt 2 und 5% CO 2 eingeführt wurde. Der venöse Abstrom wurde über ein Portal Venenkanüle gesammelt. Ein Polyethylenrohr für Magenlumen Perfusat wurde in die Speiseröhre eingeführt und die in dem luminalen Teil des Magens positioniert Spitze. Danach wurde die pyloroduodenal Übergang ausgesetzt sind, und eine andere Polyethylenrohr wurde in den Magen durch einen Einschnitt auf den Zwölffingerdarm eingeführt und dann durch eine Ligatur um den Pylorus fixiert. Die perfundierten Rattenmagen wurde in einer warmen (37 ° C) kleine Kammer mit Krebs-Ringer-Lösung.

Die Behandlung der isolierten Rattenmagen

Die isolierte Magen wurde vaskulär perfundierten mit modifizierten isoliert und platziert Krebs-Ringer-Lösung für 30 min Äquilibrierung vor den formalen Experimenten. Die Perfusion wurde dann nacheinander mit drei Flüssigkeiten durchgeführt und jede Flüssigkeit für 20 Minuten, von insgesamt 60 Minuten. Die Kontrollgruppe erhielt: 1) Krebs-Ringer-Lösung, 2) Serum von normalen Kontrollratten, 3) Krebs-Ringer-Lösung. Die AP-Gruppe bekam: 1) Krebs-Ringer-Lösung, 2) Serum von AP Ratten, 3) Krebs-Ringer-Lösung. Die Gruppe von AP + HU erhielt: 1) Krebs-Ringer-Lösung + HU210 (10 -7m), 2) AP Serum + HU210 (10 -7m), 3) Krebs-Ringer-Lösung. Und die Gruppe von AP + Uhr got: 1) Krebs-Ringer-Lösung + AM251 (10 -7m), 2) AP Serum + AM251 (10 -7m), 3) Krebs-Ringer-Lösung. Das Magenlumen des isolierten Magen wurde mit normaler Kochsalzlösung (pH 7,0) perfundiert. Alle Perfusion Flüssigkeiten lief mit einer konstanten Rate von 1 ml /min durch Mikroinfusionspumpen verwendet. Inzwischen wurden die Lösungen und die isolierten Organen bei 37 ° C durch thermostatisch gesteuerte Einheiten während des gesamten Experiments gehalten. Die Proben aus den venösen Abflusses oder von Magenlumen Abstrom wurden gesammelt, am Ende von jeweils 20 Minuten in ein gekühltes Reagenzgläser, die unmittelbar bei -80 ° C für die nachfolgende Messexperimente gelagert.

Amylase- und Lipopolysaccharide Levels

die Assays von Amylase und Lipopolysaccharide (LPS) im Serum von AP oder Kontrollratten wurden auf den Hersteller auf Basis empfohlenen Verfahren (Kat-Nr: C016 für Amylase-Assay-Kit, Jiancheng Technologie, Nanjing, China, und. Kat. Nr. CE32545 für LPS-Assay-Kit, Chinesisch Horseshoe Crab Reagenz Co. Ltd., Xiamen, China)

Assays für Entzündungsvermittlern

Die Niveaus von Interleukin-6 (IL-6 ) und Zytokin-induzierte neutrophile Chemoattraktant 1 (CINC1 /KC) im Serum der Ratte und im venösen Ausfluß aus der isolierten Rattenmagen wurden unter Verwendung des Ratten-IL-6 und KC ELISA-Kits auf der Grundlage des Herstellers quantifiziert empfohlenen Protokollen (Cat. Nr : F01731D für Ratten-Interleukin-6 ELISA-Kits; Cat Nr.: F01723D für Ratten-KC-ELISA-Kits. H-Y Biological Co. Ltd., Shanghai, China). Die optische Dichte wurde bei 490 nm für die Absorption in einem enzymgebundenen Immunassay Instrument (; BioTek, Winooski, VT, USA Microplate Reader, Modell ELx800) bestimmt. Jede Probe wurde dreimal gemessen, und die Messung wurde in 6 Ratten Proben jeder Gruppe wiederholt. Die Daten in den venösen Ausfluss aus dem isolierten Rattenmagens wurde mit dem Unterschied der IL-6 oder KC Ebene zwischen der Perfusion und dem Abfluß dargestellt, wie die Freisetzung von IL-6 in Betracht gezogen wird, und KC aus dem Rattenmagen.

Gastrin und Somatostatin Levels in Tierproben

Gastrin und Somatostatin-Spiegel im Tierserum und in dem isolierten Magen venösen Abflusses wurden unter Verwendung gemessen im Handel erhältlichen Gastrin und Somatostatin-Radioimmunoassay-Kits (Gastrin Kit: Kat. Nr G01PJB , North Institute of Biologic Technologie, Beijing, China Somatostatin Kit:. Kat. Nr S111013, Second Military Medical University, Shanghai, China). Messverfahren wurden auf Empfehlungen der Hersteller basieren, wie zuvor beschrieben [21]. Die gleiche wie oben, wurde jede Probe dreimal gemessen, und die Messung wurde in 6 Ratten Proben jeder Gruppe wiederholt. Die Daten in den venösen Ausfluss aus dem isolierten Rattenmagens wurde mit den Unterschieden von Gastrin oder Somatostatin-Ebene zwischen der Perfusion und dem Abfluß dargestellt, wie die Freisetzung von Gastrin und Somatostatin aus dem Rattenmagen betrachtet.

Pepsin und H + Levels in Tierproben

die Assays von Pepsin Ebene bei der Ratte Magensaft und in der Magenlumen Abwasser aus der isolierten Rattenmagen wurden unter Verwendung der Hersteller durchgeführt empfohlenen Protokolle (Kat. Nr A081- 1, Jiancheng Technologie, Nanjing, China), als [H +] in diesen Proben wurden von Delta 320 pH-Meter (Mettler-Toledo Inc. Zürich, Schweiz) und die Messwerte gemessen wurden dann in [H ].

Solutions and Chemicals

HU210 [(6aR) -trans-3- (1,1-Dimethylheptyl) -6a, 7,10,10a-Tetrahydro-1-Hydroxy -6,6-dimethyl -6H-dibenzo [b, d] pyran-9-methanol], AM251 [(N- (Piperidin-1-yl) -5- (4-iodphenyl) -1- (2,4- dichlorphenyl) - 4-methyl-1H-pyrazol-3-carboxamid)] wurden von Tocris gekauft (Tocris-Bioscience, Ellis, MO, USA). Beide Chemikalien in einem Lösungsmittel gelöst wurden aus Ethanol bestand, Tween80 und normaler Kochsalzlösung (NS), Volumenverhältnis 01.01.18, in Konzentrations 10 -2M, bei 37 ° C ein Ultraschallgerät verwendet, und dann wurden weiter verdünnt in NS bis 10 -5 M, und wieder auf 10 -7m mit Perfusionsflüssigkeit kurz vor der Verwendung unter den Bedingungen, die in einer Pilotstudie bestimmt wurden [22]. Die modifizierte Krebs-Ringer-Lösung bestand aus 117,5 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 2,4 mM CaCl 2, 1,1 mM MgCl 2, 1,1 mM NaH 2PO 4, 25 mM NaHCO 3, 11,1 mM Glucose, 0,05% Rinderserumalbumin und 4% Dextran. Andere Wirkstoffe wurden, wenn Quellen nicht oben erwähnt, wurden von Sigma (Shanghai, China) erworben.

Datenanalyse

Alle Daten als Mittelwert ± SEM ausgedrückt. Student-t-Test oder einzelne Faktor Varianzanalyse (ANOVA) wurde mit der SPSS 13.0 Software (SPSS Co. Ltd., Shanghai, China) durchgeführt. P-Werte von < 0,05 wurden als statistisch signifikant betrachtet

Ergebnisse

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