祁 歡,薛永志,洪高明
(1.包頭醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室,內(nèi)蒙古包頭 014060;2.包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科,內(nèi)蒙古包頭 014010)
子宮肌瘤是子宮平滑肌細(xì)胞過(guò)度增殖的性激素依賴性疾病,其生長(zhǎng)和退化在細(xì)胞以及分子水平上的機(jī)制仍未闡明[1]。血管新生參與腫瘤及多種疾病的病理過(guò)程,而子宮肌瘤的發(fā)生發(fā)展也極大地依賴血管新生的作用。全反式維A酸(ATRA)作為經(jīng)典的細(xì)胞誘導(dǎo)分化劑,促進(jìn)細(xì)胞分化,抑制腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)的血管新生[2],可對(duì)子宮肌瘤的發(fā)病過(guò)程有影響。一氧化氮(NO)參與血管擴(kuò)張、血管通透性、血小板黏附和聚集等,也參與子宮肌瘤的病理過(guò)程[4]。探討活性氧自由基NO與腫瘤的關(guān)系是近年來(lái)腫瘤病因?qū)W研究的一個(gè)熱點(diǎn),而國(guó)內(nèi)外有關(guān)RA對(duì)雌、孕激素負(fù)荷法建立的大鼠子宮肌瘤中NOS的影響的報(bào)道尚不多見。本研究以雌、孕激素負(fù)荷法建立大鼠子宮肌瘤模型[5],觀察應(yīng)用ATRA前后子宮外觀及鏡下改變,以及RARα、iNOS的表達(dá)情況,深入探討ATRA在子宮肌瘤過(guò)程中的作用及其作用環(huán)節(jié),為子宮肌瘤的藥物治療提供新的思路。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和主要試劑清潔級(jí)♀Wistar大鼠60只,體質(zhì)量(170±10)g,動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(蒙)2002-0001,購(gòu)自內(nèi)蒙古大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。苯甲酸雌二醇(estradiol benzoate,E2)注射液,天津金耀氨基酸有限公司,1 g·L-1,批號(hào):H12020529;黃體酮(progesterone,P)注射液,20 g·L-1,上海通用藥業(yè)股份有限公司,批號(hào):H33020828;ATRA標(biāo)準(zhǔn)品,購(gòu)自鄭州荔諾生物科技有限公司;兔抗大鼠RARα多克隆抗體、兔抗大鼠iNOS多克隆抗體,即用型SABC免疫組化試劑盒,DAB顯色劑均購(gòu)自北京博奧森生物技術(shù)有限公司。
1.2主要儀器Sartorius BS210S電子天平,德國(guó)Sartorius公司;CX41RF奧林帕斯顯微鏡;形態(tài)分析系統(tǒng),江蘇省捷達(dá)科技發(fā)展有限公司。
1.3動(dòng)物分組及建模方法Wistar大鼠60只,經(jīng)1周的喂養(yǎng)適應(yīng)后,隨機(jī)分為5組,每組12只,A組(對(duì)照組),給予NS,劑量、時(shí)間等均與雌孕激素給藥情況相同;B組(模型組),給予苯甲酸雌二醇注射液(0.59 mg·kg-1·d-1,wk1 ~ 12,im)、黃體酮注射液(5.9 mg·kg-1·wk-1,wk1 ~ 12,im);C 組(ATRA低劑量組),給予雌孕激素給藥情況同B組,于第 10周起給予 ATRA(0.25 mg·d-1,d1~14,ip);D組(ATRA中劑量組)雌孕激素給藥情況同B組,于第10周起給予 ATRA(0.5 mg·d-1,d1~14,ip);E組(ATRA高劑量組)雌孕激素給藥情況同 B 組,于第10 周起 ATRA(1 mg·d-1,d1 ~14,ip)。第12周末處死所有大鼠,剪取子宮使之離體、拍照,電子分析天平稱取子宮濕重(g),計(jì)算子宮系數(shù)(子宮重量:大鼠體質(zhì)量mg·g-1),游標(biāo)卡尺測(cè)量左、右宮角長(zhǎng)度(mm)、宮角最大直徑(mm)、宮頸長(zhǎng)度(mm)、宮頸寬度(mm)。4%多聚甲醛溶液固定子宮標(biāo)本,取子宮分角以上0.5 cm相同部位一段子宮,石蠟包埋、切片、HE染色,光學(xué)生物顯微鏡觀察平滑肌細(xì)胞的病理改變。
Tab 1 Rat uterus wet weight,uterus weight/body weight,various uterus radial line in all groups(±s,n=12)
Tab 1 Rat uterus wet weight,uterus weight/body weight,various uterus radial line in all groups(±s,n=12)
A:Control;B:Model;C:ATRA low-dose;D:ATRA mid-dose;E:ATRA high-dose.**P<0.01 vs A group;#P<0.05 vs B group
Group Uterus wetwt/g Uterus/%of body weight Left uterus horn/mm Right uterus horn/mm Uteru s horn max dia/mm Cervix length/mm A 0.36 ±0.06 1.41 ±0.09 21.94 ±2.57 17.77 ±2.353.39 ±0.47 3.16 ±0.55 B 4.11 ±0.48** 15.39 ±0.96** 46.34 ±9.57** 39.86 ±9.21** 8.14 ±1.08** 6.24 ±0.82**C 2.51 ±0.15# 8.33 ±0.85# 31.24 ±5.76# 27.43 ±5.01# 5.60 ±0.65# 3.61 ±0.72#D 3.07 ±0.65# 7.89 ±0.95# 26.55 ±4.02# 22.77 ±3.17# 5.33 ±0.58# 2.95 ±0.46#E 3.45 ±0.61# 6.12 ±0.69# 24.35 ±3.78# 21.55 ±3.52# 5.34 ±0.76# 2.94 ±0.58#
1.4免疫組化法測(cè)定RARα、iNOS的表達(dá)采用免疫組化ABC法分別測(cè)定RARα、iNOS在各組大鼠子宮肌層中的表達(dá)情況,具體步驟按試劑盒說(shuō)明書方法操作,一抗稀釋倍數(shù)為1∶100。每張切片選擇染色良好區(qū)域,隨機(jī)觀察10個(gè)高倍視野。RARα、iNOS均以細(xì)胞染成棕黃色為陽(yáng)性,采用形態(tài)分析系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)視野中陽(yáng)性細(xì)胞率,細(xì)胞陽(yáng)性率以高倍鏡下每視野光密度值(OD)來(lái)表示。
1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,單因素方差分析進(jìn)行組間比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果用±s表示。
2.1ATRA對(duì)各組大鼠子宮濕重、子宮系數(shù)、子宮各徑線的影響經(jīng)過(guò)12周雌孕激素負(fù)荷刺激,B組大鼠子宮濕重,子宮系數(shù)及各徑線值明顯增加(P<0.01);而C、D、E三組大鼠子宮濕重,子宮系數(shù)及各徑線值均小于B組(P<0.05),而這種作用在給藥組間差異并未呈顯著性(P>0.05),見Tab 1。
2.2造模、給藥后各組大鼠子宮大體外觀改變,及鏡下病理組織學(xué)特征正常對(duì)照組大鼠子宮質(zhì)地均勻,色澤鮮亮粉紅,未見結(jié)節(jié)、囊腫及腫脹。雌、孕激素負(fù)荷造模后,子宮色澤晦暗,明顯腫脹,甚至可見宮角局部腫塊;而ATRA給藥3組中大鼠子宮外觀都有所改變,尤其在中、高劑量組中子宮色澤明顯鮮亮,表面光滑,宮體明顯縮小(Fig 1)。
HE染色顯示,正常對(duì)照組大鼠子宮平滑肌層較薄,平滑肌細(xì)胞細(xì)長(zhǎng),排列整齊,呈梭形,細(xì)胞核桿狀,核仁不清,有少許嗜酸性細(xì)胞,偶見淋巴細(xì)胞。模型組大鼠子宮平滑肌出現(xiàn)多發(fā)性、局灶性增生,局部平滑肌增厚,細(xì)胞明顯粗大、增粗,肌纖維增粗,排列紊亂,有的肌層細(xì)胞縱橫交錯(cuò),呈柵欄狀改變;細(xì)胞核增大,呈短梭形或橢圓形,核仁清晰,結(jié)締組織增生明顯。ATRA治療組大鼠子宮平滑肌局灶性增生區(qū)域明顯減少,核以梭形、桿狀居多,少數(shù)呈橢圓形,核仁不清,大部分平滑肌層略厚,肌細(xì)胞排列較整齊(Fig 2)。
2.3RARα的表達(dá)情況與ATRA治療之間的關(guān)系光鏡下,大鼠子宮組織RARα的陽(yáng)性細(xì)胞呈明顯的棕黃色,分布于細(xì)胞核中,表達(dá)強(qiáng)度不一。A組幾乎看不到表達(dá)陽(yáng)性的細(xì)胞,而在其它4組中表達(dá)RARα陽(yáng)性的細(xì)胞滿視野清晰可見(如Fig 3)。與A組相比,B組的RARα細(xì)胞陽(yáng)性率明顯增高(P<0.05),與B組相比,C、D、E 3組的 RARα細(xì)胞陽(yáng)性率差異則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見Tab 2。
2.4ATRA對(duì)大鼠子宮組織內(nèi)iNOS表達(dá)的影響光鏡下,大鼠子宮組織iNOS的陽(yáng)性細(xì)胞呈棕黃色,弱表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中,各組的表達(dá)強(qiáng)度不一,A組中幾乎看不到棕黃色染色細(xì)胞,而B組卻清晰可見,而D、E組的細(xì)胞染色狀況與對(duì)照組幾乎完全相同(如Fig 4)。形態(tài)分析系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)視野中陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)的比率,與A相比,B組iNOS的陽(yáng)性表達(dá)率明顯增加(P<0.05),與B組相比,C組陽(yáng)性表達(dá)率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而D、E組的陽(yáng)性表達(dá)率則明顯降低(P<0.05),但二者之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見Tab 2。
Tab 2 Number of RARα and iNOS positive cells/high-power field in all groups(±s,n=12)
Tab 2 Number of RARα and iNOS positive cells/high-power field in all groups(±s,n=12)
*P<0.05 vs A group;#P<0.05 vs B group
Group RARα/S × OD μm2/view iNOS/S × OD μm2/view A 56.2 ±5.0 104.5 ±14.8 B 68 554.6 ±5 232.7* 4 421.8 ±466.5*C 75 545.2 ±8 227.5* 5 858.4 ±627.5 D 63 690.4 ±6 858.2* 232.6 ±36.2#E 71 564.3 ±6 352.3* 133.1 ±15.4#
Fig 1 Alteration of uterine appearance in each group Fig 2 Pathological features in uterus by HE in each group(HE strains,×200)Fig 3 Immunohistochemistry of RARα expression in rat uterus(immunohistochemistry strains,×400)Fig 4 Immunohistochemistry of iNOS expression in rat uterus(immunohistochemistry strains,×400)
在以往的大鼠子宮肌瘤造模試驗(yàn)中激素的給藥時(shí)間均大于20周,雌、孕激素的給藥量也均小于本試驗(yàn)的給藥量,所以在縮小給藥時(shí)間加大給藥劑量的新情況下同樣可以成功建立子宮肌瘤模型,這一結(jié)果與Minnie Malik等的研究結(jié)果相吻合[6]。Wil Catherino等[3]通過(guò)高效液相色譜證實(shí)在與正常子宮肌層相比較時(shí),肌瘤組織中ATRA及9-cisRA的表達(dá)下降,這一結(jié)論也更加支持我們應(yīng)用ATRA來(lái)治療子宮肌瘤的設(shè)想。本次研究中發(fā)現(xiàn)雌孕激素刺激后子宮肌瘤組織中RARα和iNOS的表達(dá)明顯增加,RARα的高表達(dá)也正是應(yīng)用ATRA治療的動(dòng)機(jī)所在。平滑肌瘤表型的特性體現(xiàn)在胞外基質(zhì)的過(guò)度分裂,有研究表明分化模式的改變?cè)诟鞣N正常組織中,以及腫瘤組織中均被發(fā)現(xiàn)是受RA所影響[6]。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)平滑肌細(xì)胞的增殖被ATRA所抑制,這種抑制也呈劑量依賴性,并且肌瘤細(xì)胞對(duì)ATRA的敏感性要比肌層細(xì)胞更高[7],表明RARα在大鼠子宮肌瘤模型中高表達(dá),這說(shuō)明這些腫瘤也都有潛在的RA治療的有效性,而我們所得出的結(jié)果也正是證實(shí)了這一推斷。
近年大量研究資料顯示多種婦科腫瘤組織中同樣存在iNOS高表達(dá),表明NOS在許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。本研究運(yùn)用免疫組化技術(shù)顯示iNOS在子宮肌瘤組織中的表達(dá)高于正常子宮平滑肌組織,我們得到的結(jié)果表明iNOS的過(guò)表達(dá)與子宮肌瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程有關(guān),它們可能在子宮肌瘤的發(fā)病機(jī)制中起一定作用,如參與肌瘤細(xì)胞的增殖與分化,但NO和NOS究竟是通過(guò)哪條途徑促進(jìn)子宮肌瘤的發(fā)生、發(fā)展,還有待于進(jìn)一步探討。在ATRA組內(nèi),其表達(dá)的陽(yáng)性率比模型組明顯降低,說(shuō)明ATRA有抑制iNOS產(chǎn)生的作用,進(jìn)而發(fā)揮其抗腫瘤保護(hù)子宮平滑肌的作用。而ATRA發(fā)揮作用是需要通過(guò)其受體RARα。iNOS是通過(guò)誘生催化左旋精氨酸上的胍基氮,來(lái)誘生產(chǎn)生大量NO,強(qiáng)烈舒張血管,增加血流量,也是維持腫瘤生長(zhǎng)的必須條件。多項(xiàng)研究證實(shí),維A酸能抑制血管生成因子活性,抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及遷移,誘導(dǎo)血管生成因素如內(nèi)皮抑素、血管抑素的產(chǎn)生[8]。NO又可產(chǎn)生氮氧自由基和大量亞硝酸鹽引發(fā)組織產(chǎn)生氧化/硝化應(yīng)激,激活核轉(zhuǎn)錄,引發(fā)大量細(xì)胞因子產(chǎn)生[9],這極有可能參與肌瘤的發(fā)生發(fā)展。關(guān)于ATRA如何降低iNOS陽(yáng)性表達(dá)率的機(jī)制尚不清楚,有待進(jìn)一步深入研究。
[1]Zaitseva M,Vollenhoven B J,Rogers P A.Retinoic acid pathway genes show significantly altered expression in uterine fibroids when compared with normal myometrium[J].Mol Hum Reprod,2007,13(8):577-85.
[2]Gamage S D,Bischoff E D,Burroughs K D,et al.Efficacy of LGD1069(Targretin),a retinoid X receptor- selective ligand,for treatment of uterine leiomyoma[J].J Pharmacol Exp Ther,2000,295(2):677 -81.
[3]Catherino W H,Malik M.Uterine leiomyomas express a molecular pattern that lowers retinoic acid exposure[J].Fertil Steril,2007,87(6):1388-98.
[4]魏 晉,潘 麗,張奕華,等.ZX-5對(duì)一氧化氮合酶表達(dá)和活性的調(diào)節(jié)作用[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2010,26(8):1029-33.
[4]Wei J,Pan L,Zhang Y H,et al.Effects of ZX-5 on the expression and activity of NOSs[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(8):1029-33.
[5]朱麗紅,胡婷婷,嚴(yán)維娜,等.雌、孕激素負(fù)荷法大鼠子宮肌瘤模型的建立[J].陜西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,32(4):72 -5.
[5]Zhu L H,Hu T T,Yan W N,et al.Fibroid Model of rat established with estrogen and progesterone Load Method[J].J Shaanxi Coll Tradit Chin Med,2009,32(4):72 -5.
[6]Wei T,Geiser A G,Qian H R,Su C.DNA microarray data integration by ortholog gene analysis reveals potential molecular mechanisms of estrogen-dependent grouth of human uterine fibroids[J].BMC Womens Health,2007,7:5.
[7]Malik M,Webb J,Catherino W H.Retinoic acid treatment of human heiomyoma cells transformed the cell phenotype to one strongly resembling myometrial cells [J].Clin Endocrinol,2008,69(3):462-70.
[8]姚 華,張駿艷,陳志武,等.Urantide對(duì)心肌缺血/再灌注損傷的保護(hù)作用[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2010,26(5):661 -6.
[8]Yao H,Zhang J Y,Chen Z W,et al.Protective effect of urantide against myocardial ischemia-reperfusion injury[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(5):661 -6.
[9]張 巍,李業(yè)成,黃 菱,等.槐定堿對(duì)LPS誘導(dǎo)的RAW264.7巨噬細(xì)胞p38、iNOS表達(dá)的影響[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2010,26(11):1485-9.
[9]Zhang W,Li Y C,Huang L,et al.Effect of sophoridine on lipopolysaccharide-induced expression of iNOS and p38 in RAW264.7 cells[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(11):1485 - 9.