文摘
肝缺血再灌注(IR)损伤是一种严重的临床问题。减少的不利影响肝脏手术或创伤后缺血再灌注损伤是一个紧迫的需要。事实证明,除了调节脂质和脂蛋白代谢的影响,PPARα也进行器官保护的任务。本文总结了相关的文献,我们得出结论,PPAR的政府α受体激动剂可以加强抗氧化和抗炎的upregulation防御系统抗氧化酶的表达和抑制NF -κB的活动。这可能会提供一个潜在的临床治疗肝缺血再灌注损伤。
1。介绍
肝缺血再灌注(IR)损伤是一个重要的临床问题复杂的肝移植手术,1]。取决于缺血发生在温暖的环境中,如手术切除或外伤手术,或冷缺血,发生在肝移植,它可以分为热红外和冷藏再灌注损伤2]。在温暖的红外光谱、肝缺血再灌注损伤的病理生理学基础是复杂的包括许多机制包括氧化剂应激、炎症和细胞凋亡。最近,一些研究人员专注于使用过氧物酶体proliferator-activatedα受体(PPARα)受体激动剂改善损伤(3,4]。在本文中,肝缺血再灌注损伤的机制,PPAR的特点α,PPAR的角色α在温暖的肝缺血再灌注损伤已在以下部分中讨论。
2。温暖的肝缺血再灌注损伤机制
的增长领域的肝胆的手术,部分或全部血管闭塞的技术在室温下被改编,这使得外科医生执行复杂的程序,如大肝切除术和维修,否则肯定会导致大量出血和死亡。除了明显的技术优势,仍有一定的局限性,会导致大量的发病率和死亡率名叫温暖肝缺血再灌注损伤。温暖肝缺血再灌注损伤是一个复杂的级联事件涉及多种病理生理过程,超过50%的肝细胞和正弦内皮细胞(SEC)以前被认为凋亡在第一个24小时再灌注(5,6];然而,工作团队的Jaspreets Gujral建议凋亡细胞死亡,如果它发生,是一个非常小的方面整个细胞死亡(7,8]。在此基础上我们可以得出这样的结论:氧化剂应激和炎症最关键的机制有助于温暖肝缺血再灌注后的器官病理生理学。工作由Jaeschke et al。9- - - - - -12)表示,有两种截然不同的阶段的热缺血和再灌注后肝损伤。受伤的初始阶段(< 2小时后再灌注)的特点是枯氏细胞激活,激活枯氏细胞是活性oxygen-derived自由基的主要来源(10,13]。这些自由基和活性氧(ROS)生成创建一个严重干扰的细胞内稳态。线粒体必须是一个主要目标,其功能障碍可能影响电子流动,提高过氧化物的形成(14,15]。所有这些最终会引起线粒体功能障碍和氧化剂的压力,最终杀死细胞(16,17]。研究表明,它变弱早期肝细胞损伤后肝红外枯氏细胞活动抑制小鼠通过氯化钆或棕榈酸甲酯(18]。相反,化学上调枯氏细胞激活加剧细胞损伤和活性氧的生产(19]。此外,补充是一个关键因素,有助于早期枯氏细胞的激活后红外光谱(20.]。枯氏细胞生成的过氧化物已被证明是一个决定性因素在损伤观察再灌注早期(20.,21]。除了枯氏cell-induced氧化剂压力,随着缺血性事件的长度增加,细胞内活性氧的生成黄嘌呤氧化酶,特别是线粒体(22)也可能导致受损的三磷酸腺苷(ATP)生产和再灌注期间酸中毒导致肝功能异常和细胞损伤(23]。然而,肝脏组织学上只显示架构评估的小改变缺血和再灌注早期期间。后期阶段的损伤(> 6小时后再灌注),事件发生在最初的分阶段启动服务和传播一个复杂的炎症反应,处处与肝脏积累的中性粒细胞(24]。枯氏细胞不仅可以直接激活和招募中性粒细胞也作为氧化剂的压力的主要来源在第一期阶段的再灌注损伤、生产、和活性氧的释放会导致肝脏的氧化转变氧化还原状态(10,11,25),被认为是激活redox-sensitive转录因子NF -κB,它提供了促炎基因的激活信号,如白介素、肿瘤坏死因子-α(26- - - - - -29日]。制作这些介质导致诱导次生介质的表达,包括neutrophil-attracting科学家趋化因子和内皮细胞粘附分子调节中性粒细胞的粘附和轮回血管空间进入肝实质(30.- - - - - -32]。中和抗体科学家趋化因子证明是有效对抗neutrophil-induced在缺血再灌注肝损伤(33)和部分肝切除术(34]。中性粒细胞的启动在这段时间可能是一个重要的因素后neutrophil-induced损伤阶段(11]。激活中性粒细胞生成两个主要的细胞毒性介质,即活性氧和蛋白酶21]。除了NADPH oxidase-derived超氧化物歧化作用产品过氧化氢,佐藤长谷川和他的同事提供的数据为一个特定的直接证据neutrophil-mediated氧化剂应激(hypo-chlorite (HOCl)修改抗原表位)再灌注期间相关的中性粒细胞数量,进入实质从正弦曲线21]。从H HOCl,只生成2O2和Cl−由髓过氧化酶(MPO),可以扩散到肝细胞并导致氯胺的形成,这是很强的氧化剂和细胞毒性剂参与肝细胞死亡和负责维护炎症反应(35]。此外,中性粒细胞在颗粒存储各种蛋白酶在激活期间,可以释放这些蛋白水解酶。蛋白酶抑制剂所示,减弱neutrophil-induced肝损伤(36]。此外,活性氧是不可或缺的在体内条件下protease-mediated损伤机制。因此,积累了中性粒细胞释放氧化剂和蛋白酶,直接损伤肝细胞和血管内皮细胞,也可能妨碍肝血窦导致肝灌注不足(37]。在第二阶段的再灌注损伤,中性粒细胞作为最急性毒性炎性细胞激活和招募,和造成的损害中性粒细胞被公认为再灌注期间的主要机制(24,38,39]。Beraza等人最近的一项研究表明,红外的肝脏炎症反应的主要驱动因素是NF -κB活化肝细胞(40]。核因子(NF)κB是一个广泛的术语用来描述一系列的二聚的组合Rel家族的蛋白质(41,42]。如果细胞,NF -κB是隐藏在细胞质的抑制剂κ(我κB)蛋白,防止核本地化NF -κB通过屏蔽核本地化信号肽和块NF -κB从绑定到DNA通过别构抑制(43]。从我一旦被释放κB, NF -κB把原子核,它启动目标基因的转录,如肿瘤坏死因子a (TNF-a)、白介素(IL) 1 B,和IL - 6 (24,44,45]。NF -κB抑制蛋白质表达A20演示了王亚南能力通过减少炎症抑制NF -κB激活(46]。相反,A20基因敲除小鼠是天生的恶病的出生和死亡在3周内由于无拘无束的肝脏炎症(47]。因此,以上文献提供了令人信服的证据表明,氧化剂应激和炎症抑制红外在肝细胞损伤的保护是一个重要的机制。
3所示。PPAR的特点
PPAR是最初由Issemann标识和绿色48]肝cDNA文库筛选后与cDNA序列位于核激素受体的高度保守的C域。一个知名度亚型PPAR将是PPAR讨论α。在人体,PPARα~ 93.2大的基因κb是位于染色体22 q12-q13.1,编码468个氨基酸的蛋白质(49]。而在老鼠,PPARα15 e2基因位于染色体上,并编码468个氨基酸的蛋白质(50]。PPARα包含四个主要功能域,氨基ligand-independent transactivation域(A / B域),DNA结合域(DBD或C域),代数余子式对接域(D域),C端E / F域(包括配体结合域(小黑裙)和ligand-dependent transactivation域(AF-2域)(51,52]。不同的氨基酸序列的PPAR的小黑裙α被认为为配位选择性提供分子基础。配体结合的大口袋(1300)存在于PPARα访问,允许多样化和结构不同的化合物的小黑裙(51),使PPARα感应范围广泛的内源性物质,包括脂肪酸及其衍生物,或外源性配体,如一类,Wy14643 [53,54),等等。与其他几个类似的核激素受体,PPARα配体依赖性转录因子也在与视黄heterodimerization X受体(RXR),承认PPAR响应元素(PPRE),位于目标基因的启动子55]。PPARα高度表达的肝脏,肾脏,心脏肌肉,都是具有较高的线粒体和器官β氧化活性。PPARα脂肪酸衍生品基本功能,传感器和控制基本参与脂质代谢途径和能量代谢,同时也扮演着重要的角色在不同的病理生理的条件,如炎症和细胞凋亡引起的损伤(56]。我们组和其他人证明PPARα是一个重要的监管机构的缺血后肝损伤(3,4]。
4所示。PPAR的角色在温暖肝缺血再灌注损伤
活性氧和炎症期间产生毒性作用的因素是至关重要的介质温暖肝缺血再灌注损伤。因此,PPAR的最重要的机制α王亚南能力已经被证明是通过抗氧化应激和抗炎功能(图1)。
4.1。抗氧化压力
中断的肝脏血流量和随后的再灌注导致急性氧化剂应激反应,可能造成严重的细胞损伤和器官功能障碍。肝细胞损伤在初始和再灌注后阶段,在很大程度上是由于活性氧包括次氯酸盐(HOCl) [10,11,25]。因此,抗氧化治疗可以减少缺血再灌注损伤(57,58]。过氧化氢酶的发现colocalization H2O2模型氧化酶类过氧化物酶体是主要的指示他们参与氧代谢物的代谢59]。过氧化物酶体,肝细胞内的亚细胞的细胞器,含有电池的抗氧化酶和可能有助于保护肝细胞免受氧化损伤。过氧化氢酶是过氧化物酶体的经典标志酶代谢H2O2和各种基质如乙醇、甲醇、苯酚、亚硝酸盐peroxidatic活动(60),所以它起着重要的保护作用与过氧化物的毒性作用和去除效率高(61年]。PPARα由Wy14643刺激诱导抗氧化酶的表达和激活,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、谷胱甘肽(GSH),保护肝细胞免受体内肝红外损伤小鼠模型(3]。从我们组的体外实验结果,Wy14643的保护作用是证明在此通过降低ALT, AST, ROS水平和改善肝细胞的超微结构改变;这种保护与肝细胞的抑制氧化应激和upregulation PPARα信使rna表达(62年]。PPARα也被卷入抗氧化酶的表达或激活,如过氧化氢酶和,超氧化物歧化酶(SOD1) [63年]。Tetsuya富山完成的工作表明,PPARa配体(WY14643)发挥antifibrotic行动通过破坏肝损伤和氧化应激之间的恶性循环通过激活过氧化氢酶等抗氧化酶和解决氧化应激大鼠肝硬化(TAA模型63年]。的PPARα受体激动剂也是非常有效的治疗饮食性脂肪肝小鼠结果活性氧的作用在积累脂质在肝脏和过度时形成的(64年]。同时,改进的PPAR后抗氧化防御系统α另外激活可以预防中性粒细胞细胞毒性,及相关机制可以得出结论,活性氧的形成起着关键作用导致中性粒细胞介导的肝细胞坏死。老鼠有90分钟后缺血再灌注和8小时时,Tomohisa日本冈谷和亚历克斯·b·Lentsch建议PPARα−−/老鼠增强肝细胞损伤与野生型小鼠相比,这是证明是与中性粒细胞的数量显著增加有关招募到肝脏,因为在这个时间点的损伤肝细胞被认为是由于活性氧和蛋白酶从招募中性粒细胞释放。相反,C57BL / 6小鼠治疗10毫克/公斤iv王寅- 14643 1 h缺血导致温和但显著减少肝细胞损伤(3]。此外,抗氧化剂和其他干预措施针对活性氧的解毒也减毒炎症性肝损伤(12,65年- - - - - -67年]。PPAR的机制α应对ROS要复杂得多,它要求进一步的研究。同时,抗氧化酶的规定与细胞凋亡密切相关信号(68年]。因此,高度氧化的酶可以抑制细胞凋亡,这也可以促进致癌作用[69年]。
4.2。抗炎
中性粒细胞招募从血管空间通过一系列复杂的事件,包括调节细胞对肝血管内皮细胞粘附分子的表达和增加产量的科学家趋化因子(31日,70年]。积累了中性粒细胞释放氧化剂和蛋白酶,直接和大大损伤肝细胞和血管内皮细胞(24]。第一个证据表明PPAR的潜在作用α炎症反应中白三烯B4 (LTB4)的示范,促炎类二十烷酸,PPAR结合α和诱导基因的转录ω- - -β氧化导致的诱导分解代谢(71年]。在这方面,PPAR的激活α由白三烯B4用来限制炎症过程,提供了一个与炎症相关的生理机制阻止破坏性的影响(72年]。许多最近的研究是旨在描述的细胞和分子机制解释控制PPAR的炎症反应α在肝缺血再灌注损伤。主要是根据我们之前的研究,PPAR的保护作用α受体激动剂(WY14643)在缺血后肝损伤可能与减少中性粒细胞聚集,氧化应激,肿瘤坏死因子(TNF)和interleukin-1 (il - 1)的表达在肝脏红外(4]。结果也支持额外的实验结果(38,63年]。此外,作品由Tomohisa日本冈谷和亚历克斯·b·Lentsch表明从PPAR肝脏α−−/老鼠有更多与野生型小鼠相比缺血后损伤。一个可能的原因可能是增强肝脏嗜中性粒细胞积累和适度增加激活的转录因子NF -κb治疗小鼠肝细胞培养与王寅- 14643,一个特定的PPAR激动剂α,保护细胞对抗oxidant-induced受伤。然而,没有不同的促炎介质生产PPAR之间α−−/和野生型老鼠。这些数据表明,PPARα是一个重要的监管机构的肝脏炎症反应缺血再灌注的方式是独立的促炎细胞因子(3]。更重要的是,从体外抗炎作用的实验证据PPARα在内皮细胞和单核细胞也证明,PPARα配体抑制细胞因子诱导的基因,如血管细胞粘附molecule-1和组织因子的表达,这些基因的转录表达下调(73年- - - - - -75年]。解决这种抗炎作用的分子机制研究表明PPARα负调控炎症反应基因的转录得罪核因子-κB (NF -κB)信号通路(76年]。除了在NF -拮抗作用κB信号,PPARα催化剂诱导抑制NF -κB,我κB -α在初级平滑肌细胞和肝细胞,这是与NF -减少有关κB DNA结合由PPARa [58]。n - 3多不饱和脂肪酸(n - 3 PUFA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)视为PPARα受体激动剂,也可以减少促炎基因的表达通过阻止我κ磷酸化和NF - BκB易位到原子核(77年]。最近的研究表明,肝预处理对红外伤n-3PUFA补充被PPAR介导αNF -递减κ与NF - B DNA结合蛋白质通过直接互动κB亚基p65,导致复苏NF -κB信号活动,重建体内平衡的炎性细胞因子(78年]。锌指蛋白表达A20 [79年),这是一种细胞内ubiquitin-editing酶,发挥了重要作用,NF -的负反馈调节κB在应对各种各样的刺激激活80年]。在致命的肝缺血再灌注损伤模型中,小鼠的存活率达到67% 10% -25%的样子控制老鼠注射生理盐水。这个专业在A20-treated老鼠生存优势与防止肝脏红外伤害增加肝PPAR的表情α。A20-mediated保护肝细胞缺氧/复氧和H2O2介导坏死是由预处理与PPAR恢复α抑制剂MK886 [81年]。然而,相反的证据发表于et al。82年)报道,抑制NF -κB激活表达A20加重部分肝缺血再灌注损伤。根据这份报告,徐等人表明NF -κB在肝细胞开关TNF -失活α响应从扩散到细胞凋亡,因此减少了NF -κ糖分会让肝细胞肿瘤坏死因子- B活动α全身的细胞毒性,可能导致增加肝脏功能障碍(83年]。在非酒精性脂肪肝炎和简单的脂肪变性,除了减少脂肪变性调节脂质和脂蛋白代谢,治疗与PPAR的老鼠α活化剂Wy14643保护脂肪变性肝对红外受伤,这种治疗的好处可能通过抑制血管细胞粘附molecule-1发生和细胞因子的反应和激活NF -κB和il - 6生产(84年]。前矛盾的结果表明NF -的作用κB激活肝缺血再灌注损伤中是有争议的,因为它引发保护和促炎基因(85年)和NF -κB失活或防止肝红外损伤(86年- - - - - -88年)或加剧损伤(45,89年,90年]。研究由Nozomu酒井法子和NF -希瑟指出,激活κB在枯氏细胞促进炎症细胞因子表达,而在肝细胞激活可能是细胞保护,基于他们进一步证明外源性受体激活剂NF -κB配体(RANKL)减少肝损伤的方式增加肝细胞NF -κB激活(91年]。补充工作需要探索PPAR如何完成α在指导过程中发挥作用的临床结果可能导致更好的前景更理性的方法来减少缺血后肝损伤。除了上面提到的所有,PPARα下丘脑激素信号的也是一个目标,因为它扮演着一个重要的角色在糖皮质激素的抗炎作用92年]。
5。视角
本文中概述,有足够的证据一个至关重要的氧化剂应激和炎症反应参与各种肝缺血再灌注损伤的动物模型。ROS生成初始再灌注期间,即初始细胞损伤引起的炎症反应激活组织的巨噬细胞和中性粒细胞招募他们导致细胞死亡和肝损伤。越来越多的证据PPAR的一个角色α在多种生理和病理过程中,特别是参与炎症的病理生理学和肝缺血再灌注损伤的保护作用通过限制氧化损伤以及抑制炎症反应,出现了在以前的研究。然而,导致应对PPAR的差异α活化剂人类和动物之间仍然存在。老鼠和老鼠非常容易受到过氧物酶体增殖和容易hepatocarcinogenesis由于antiapoptosis PPARα活化剂。然而,PPARα受体激动剂临床和功能相关fibrate疗法对高脂血症和代理减少周围性血管疾病并发症的糖尿病患者(93年]。然而,没有足够的证据表明肝癌症、肥大,或过氧物酶体增殖相关。相反,PPARα受体激活可以阻断慢性丙型肝炎的发展过程和纳什肝癌通过调节脂质和脂蛋白代谢和提高抗氧化压力。这是因为肥胖引起的代谢异常(94年),尤其是胰岛素抵抗,可能是一个决定性因素在慢性丙型肝炎的发病机制作为非酒精性脂肪肝(NASH)最近表示,随着对脂质代谢障碍(95年]。第二个原因是氧化应激不仅损害肝细胞和肝细胞死亡的速度增加,但还能抑制成熟肝细胞的复制(96年]。为了平衡成熟肝细胞的复制能力下降,肝祖细胞积累在肝脏;这个异常再生过程可能导致肝癌。
一个关键的区别是,PPAR的表达水平α在人类肝脏低于发现在老鼠和老鼠97年]。同样值得指出,长期暴露在这些药物会导致DNA氧化损伤,以及其他影响(92年,98年]。所以尽管他们可能有益的角色,PPARα受体激动剂应该明智地使用。