主  題: 肝硬化的成因與治療
出  處: 中國醫藥研究叢刊
出版年度: 2002
期  別: 第廿三期 p.p. 59~p. 65
作  者: 陳爽 賁長恩
單  位: 北京中醫藥大學北京100029
 

KC 和FSC 對肝細胞增殖及合成功能的影響

KC 和FSC 對肝細胞增殖及合成功能的影響

摘要
  目的在於觀察體外培養條件下,庫普弗細胞(KC)貯脂細胞(FSC)對肝細胞(PC)基質生成調節效應及PC 增殖及合成功能的影響。採用FSC、KC 和PC 的分離培養,觀察KC 和FSC 對PC 增殖活性和DNA 含量的影響,應用免疫細胞化學和圖像分析系統對PC 中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原和纖維粘連蛋白(FN)進行定量分析,以及用液閃法檢測PC 中3H-脯氨酸摻入量。結果證明FSCncm 可明顯促進PC DNA 合成,PC 可合成Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原及FN。FSCncm 可促使雙核的PC 增多,線粒體分裂。提示肝細胞可合成Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原及FN;PC 內可能直接組裝膠原纖維;KCncm、KCtcm、FSCtcm均可上調PC 的基質合成能力。
關鍵詞
  肝細胞;庫普弗細胞;貯脂細胞;細胞培養;細胞外基質近年來,電鏡免疫組化、生物化學及分子生物學的研究均已證明,生理或病理條件下,在體內或離體PC 均能合成膠原和FN。但有關PC 合成膠原的類型及PC 與纖維化發生過程中細胞外基質過度沈積的關係仍存有爭議。對其影響基質合成的因素研究頗少,在體外條件下,觀察KC、FSC對PC 基質生成的調節效應尚未見報導。本文僅就KC 和FSC 對PC 增殖及合成功能的影響進行實驗研究。
  1.材料和方法
   1.1 動物與試劑
    雄性Wistar 大鼠,體重140~160g,購自中國醫學科學院實驗動物中心,以CCl4 與橄欖油等量混合,皮下一次注射(150μl/g 體重)4d 後用於實驗。試劑全部為Sigma 公司;ABC 試劑盒、兔抗鼠二抗、豬抗兔二抗為DAKO 公司;3H-脯氨酸購自中國原子能科學研究所(1)。
   1.2 PC 分離與培養
    依據Seglen(2 ) ?消化法分離培養PC。台盼藍染色檢測正常和CCl4 損傷PC 活率分別為(90±5)%及(80±5)%。收獲細胞數為20×107 細胞/肝,純度分別為(95±6)%及(90±5)%。細胞懸液濃度調整到3.75×105 細胞/ml,接種培養,提取細胞培養液(1)。對照組以不含血清的MEM培養,各實驗組分別換用1:4 稀釋度(條件培養液:MEM)培養24h 後取樣檢測,實驗分組見表1。
   1.3 KC 分離和培養
    按Friedman 方法(3.4)進行前灌流,離散細胞,將細胞懸液於37℃振盪水浴30min,以200 目雙層尼龍網過濾後,450r/min,離心6min。再用清洗液重離心二次,用DMEM(含10%小牛血清)培養液重懸細胞,細胞活率為(85±5)%,正常和CCl4 損傷大鼠獲得細胞分別為70×106~125×106 和140×106~190×106 細胞/肝,接種40min 後,用DMEM 洗三次以除去FSC,然後換不含血清的DMEM 培養24h。以過氧化物?染色顯示細胞純度可達90%以上(1)。
   1.4 FSC 分離和培養
    選用400~500g 體重大鼠。按Friedman 法( 3,4 )分離,細胞純度為90±5,活率達95%以上。獲細胞量為1×107 個/肝,調整密度至0.2×106細胞/ml,分別接種培養,24h 更換培養基,進行各項指標測定。
   1.5 條件培養基的制備
    KC 條件培養基(KCcm)液的制備在指定時間提取KC 培養液,4℃下450r/min,離心30min,棄去沈澱,0.22μm 微孔膜濾過,分裝後於-40℃保存。FSC 條件培養基(FSCcm)的制備由正常大鼠分離FSC,培養48h後,換用含0.5%胎牛血清培養液培養,每隔48h 換液,分別於第一次換液後24h 和144h 提取細胞培養液,450r/min,離心30min(4℃),棄去沈澱,0.22μm 微孔膜過濾,分裝後於-40℃保存。
   1.6 透射電鏡樣本的製備
    按常規進行(1 )。
   1.7 PC 增殖活性的檢測
    採用流式細胞儀分析細胞內DNA 含量。
   1.8 PC 中ECM 合成的分析
    採用免疫細胞化學及圖像分析系統,分別對PC 中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原
和FN 含量採用TN-8502(美國)圖像分析儀進行定性定量分析及液閃法檢測PC 中3H-脯氨酸摻入量(1 )。
  2.結果
   2.1 細胞活率及生長狀況
    Seglen 法分離PC,輔以等密度Percoll 離心法加以純化,獲細胞純度和活率均達90%以上。倒置顯微鏡觀察,則分離的細胞呈球形;培養3-4h後細胞貼壁,三五成群分布;24h 後細胞排列成索狀或相連成片,細胞形態呈不規則的多邊形,多見雙核。
   2.2 電鏡觀察
    正常對照組(圖1),而KCtcm 組其胞質內可見散在分布,走向無序的“膠原原纖維”結構。細胞核變形,核周隙明顯增寬、糖原顆粒顯著減少,粗面內質網擴張,可見成束的膠原原纖維(圖2、3)。
    FSCncm 組與對照組相比,可見發育良好的高爾基複合體、線粒體及內質網。核形態無異常,可見中心粒及分裂的線粒體,較多的自噬體(圖4)而FSCtcm 組核形態正常,粗、滑面內質網明顯增多,並有擴張,胞質內可見散在、成束無序的“膠原原纖維”。
   2.3 PC 內DNA 定量分析
    PC 培養4h 後,各實驗組分別換用稀釋度為1:4 條件培養基培養,24h收集細胞,以流式細胞儀進行DNA 含量檢測。與對照組相比,KCncm、KCtcm、FSCtcm 組PC 中DNA 含量均有所降低,下降率分別為27%、44%、30%。而FSCncm 的DNA 量顯著增高,是對照組的2-3 倍。
   2.4 PC 內膠原蛋白的測定
    PC 培養4h 後,各實驗組換用1:4 稀釋度的培養液培養24h 後收集細胞,檢測PC 內3H-脯氨酸摻入量。KCncm、KCtcm、FSCncm 組內3H-脯氨酸摻入量均有所升高,分別為對照組的1.2、1.4、1.6 倍,而FSCtcm 組則下降(表2)。
    2.5 以稀釋度為1:4 條件培養基培養PC24h 後,取出蓋片,用ABC 免疫法檢測PC 內Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原和FN(表3)。
    Ⅰ型膠原對照組反應較弱,胞質中含淡棕色反應顆粒,多位於核周。KCncm、KCtcm、FSCtcm 組陽性反應增強,KCtcm 組最為明顯,呈棕褐色反應顆粒,FSCncm 無明顯變化(表3)
    Ⅲ型膠原其反應顆粒呈棕褐色,與對照組相比,KCtcm、FSCtcm 組陽性反應最強,KCncm 次之,FSCncm 組與對照組相似(表3)。
    Ⅳ型膠原各組PC 內Ⅳ型膠原均呈陽性,但較Ⅰ、Ⅲ膠原反應較弱,反應顆粒呈淡棕色。KCncm、KCtcm、FSCtcm 組陽性反應增強,而FSCncm含量較對照組略有降低(表3)。
    FN PC 內含有豐富的FN,反應顆粒呈棕褐色,分布於核周,與對照組相比, KCncm、KCtcm、FSCtcm 其反應強度明顯增高,而FSCncm 組則無變化(表3)。
  3.討論
   本實驗在另外兩篇論文已探討了(1, 4)KC 對原代培養FSC 激活的調節作用和PC 與KC 在FSC 激活過程中的協同作用。而肝組織損傷激發的修復機制不僅與肝臟的FSC 和PC 合成ECM 增多及ECM 沈積加速有關(5, 6),而且與PC 刺激性增殖和重建肝臟功能有關。有研究表明,生理或病理條件下,PC 均可合成ECM 成分;PC 增殖活性受不同表型的FSC 調控,但有關PC合成膠原的類型、PC 在纖維化發生時ECM 過度沈積中的作用以及PC 內是否直接組裝膠原原纖維仍存有爭議,且尚未見有關影響其基質合成因素的報導,尤其是在體外條件下,利用條件培養基與PC 共同培養系統,探討KC、FSC 對PC 增殖的影響,也頗為少見。
   近年來有不少學者報導,在不同疾病肝穿刺標本中見到PC 內膠原纖維,對其來源確有不同意見(7、8、9、10 )。

  本實驗結果表明:來自正常大鼠FSC 的條件培養基(FSCncm),明顯促進PC DNA 的合成,而自發激活FSC 的條件培養基(FSCtcm)、KCncm和KCtcm 對PC DNA 的合成則具有不同程度的抑制效應( 2),電鏡觀察表明,FSCncm 組含雙核的PC 增多,可見中心粒和線粒體分裂;而KCncm 組、KCtcm組的PC 核不規則,核周隙增寬,粗面內質網明顯擴張;FSCtcm 組的PC內質網明顯增多、囊腔擴張。此外,各組PC 內均可見膠原纖維,免疫細胞化學及圖像分析結果表明,PC 可合成Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原及FN,除FSCncm外,KCncm、KCtcm、FSCtcm 均可促進PC 內各型膠原及FN 的沈積。3H-脯氨酸摻入量結果顯示,各類條件培養基對PC 內膠原的合成均具有上調效應。
  根據實驗結果,我們認為:(1)原代培養大鼠肝細胞可合成Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原及FN;各實驗組膠原合成總量及FN 量增加,表明PC 可能是肝纖維化發生過程中基質過度沈積的重要細胞來源之一;(2)PC 內可能直接組裝膠原原纖維;(3)KCncm、KCtcm、FSCtcm 可上調PC 的基質合成能力;而FSCncm 則通過刺激PC 增值,使肝內膠原合成總量升高,對單個細胞合成能力無上調效應;(4)正常和CCl4 損傷大鼠的FSC 可通過分泌可溶性細胞因子,調節PC 的有絲分裂活性,提示FSC 在正常生理條件下與PC 更新的穩態調節有關,而在病理條件下與PC 再生能力減弱有關;(5)KC 條件培養基可下調PC 的有絲分裂活性,其抑制效應可能與兩種機制有關,即直接或間接誘發PC 的損傷或壞死,分泌細胞因子抑制DNA 的合成。
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