MUC蛋白在分泌性中耳炎積液形成中的作用
【摘要】目的:建立細(xì)菌及其產(chǎn)生的內(nèi)毒素誘導(dǎo)大鼠分泌性中耳炎模型,并探討中耳黏膜中分泌型黏蛋白的表達(dá),及其對(duì)中耳積液產(chǎn)生和發(fā)展造成的影響。方法:20只SD健康大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組(10只)和實(shí)驗(yàn)組(10只);實(shí)驗(yàn)組建立滅活的流感嗜血桿菌引起的分泌性中耳炎模型,在不同時(shí)間段以鱟實(shí)驗(yàn)法檢測(cè)中耳積液中的內(nèi)毒素,ELISA法檢測(cè)中耳積液中的黏蛋白。對(duì)取材黏膜常規(guī)染色和APPAS染色,觀察黏液腺、杯狀細(xì)胞。結(jié)果:實(shí)驗(yàn)組中鼓室上皮黏膜內(nèi)毒素含量平均值是對(duì)照組鼓室上皮黏膜中含量的2.1倍,其平均值差異有顯著性(P<0.05)。ELISA法檢測(cè)中耳積液中的黏蛋白,實(shí)驗(yàn)組鼓室上皮黏膜中平均值是對(duì)照組中平均值的4.2倍,其平均值差異有顯著性(P<0.05)。結(jié)論:細(xì)菌的分解產(chǎn)物—內(nèi)毒素,導(dǎo)致中耳黏膜的炎癥反應(yīng)及中耳腔滲出,引起杯狀細(xì)胞分泌黏蛋白,從而導(dǎo)致產(chǎn)生中耳積液,甚至膠耳。
【關(guān)鍵詞】黏蛋白;分泌性中耳炎;內(nèi)毒素
分泌性中耳炎(OME)是指中耳腔存在積液而不伴有急性感染癥狀或體征的一類疾病。本病好發(fā)于兒童,特別是那些頑固性或持續(xù)性O(shè)ME,患兒因聽(tīng)力障礙可能導(dǎo)致言語(yǔ)發(fā)育遲緩、學(xué)習(xí)障礙及心理、行為異常,因而引起廣泛重視①。由于OME的發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明,因此其治療效果尚難以令人滿意。
目前認(rèn)為,引起OME的病因是多因素的,包括咽鼓管功能障礙、感染和變態(tài)反應(yīng)等,但目前對(duì)其病因及發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚。而黏膜高分泌引起的中耳腔出現(xiàn)不易清除的黏液是其主要特征。本實(shí)驗(yàn)旨在探討分泌性中耳炎的始動(dòng)因素,從引起中耳炎最常見(jiàn)的致病菌著手,研究細(xì)菌及其產(chǎn)生的內(nèi)毒素如何影響中耳黏膜黏蛋白的分泌;揭示內(nèi)毒素和黏蛋白在分泌性中耳炎積液的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中所起的作用,以便深入認(rèn)識(shí)分泌性中耳炎的發(fā)病機(jī)制,為臨床早期診治提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù),并為分泌性中耳炎的預(yù)防和兒童聽(tīng)力保護(hù)做出有益探索,為其臨床治療提供新思路。
1、資料與方法
1.1 一般資料
選擇健康SD大鼠20只,雌雄不拘,體重200~250mg,電耳鏡檢查除外中耳疾患。隨機(jī)分為兩組,實(shí)驗(yàn)組選擇分泌性中耳炎最常見(jiàn)的病原菌——滅活的流感嗜血桿菌,以1%戊巴比妥(30mg/kg)經(jīng)腹腔注射麻醉后,經(jīng)鼓膜前下方注入細(xì)菌懸浮液0.1mL,注射前在瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng),保證沒(méi)有活的菌株生長(zhǎng),以防引起急性感染;對(duì)照組注入等量生理鹽水。
1.2 研究方法
術(shù)后1,3,7,14,18d用1%苯巴比妥鈉將大鼠全麻,在手術(shù)顯微鏡下觀察鼓膜形態(tài)、顏色和色澤,之后隨機(jī)處死兩組中2只大鼠,取雙側(cè)聽(tīng)泡,用10%甲醛固定后脫鞘,石蠟包埋切片,常規(guī)HE染色光鏡下觀察,取小塊黏膜組織送電鏡檢查。黏膜常規(guī)染色和APPAS染色,觀察黏液腺、杯狀細(xì)胞。在不同時(shí)間段以鱟實(shí)驗(yàn)法檢測(cè)中耳積液中的內(nèi)毒素,ELISA法檢測(cè)中耳積液中的黏蛋白。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
以計(jì)算機(jī)輔助三維測(cè)量法分析組織學(xué)結(jié)果。所有統(tǒng)計(jì)資料由SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2、結(jié)果
觀察鼓膜情況:正常大鼠的鼓膜透亮,鼓室無(wú)積液,錘骨柄和光錐清晰可辨;造模后大鼠的鼓膜混濁,鼓室積液,光錐消失。
術(shù)后1d,APPAS染色正常組和對(duì)照組中耳黏膜鼓岬處由立方或扁平上皮和薄層結(jié)締組織(固有層)組成,黏膜下層有少數(shù)纖維母細(xì)胞和少許膠原纖維以及中性多核白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞,光鏡下所有模型組咽鼓管上皮層次增多,黏液腺體擴(kuò)張、數(shù)目增多,小血管明顯充血并有中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和大量增多的分泌細(xì)胞。術(shù)后1周模型組鼓室黏膜上皮細(xì)胞和杯狀細(xì)胞明顯增生,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯,電鏡下可見(jiàn)大量杯狀(分泌)細(xì)胞集結(jié),表面有微絨毛,細(xì)胞內(nèi)有大量成熟的亮顆粒和少許暗顆粒,部分排放到黏膜表面,呈游離的團(tuán)狀,上皮細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,線粒體變形,核固縮或整個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)不清,黏膜下毛細(xì)血管擴(kuò)張充血,明顯增生。術(shù)后2周組和4周組出現(xiàn)成纖維細(xì)胞增生,有許多纖維母細(xì)胞和膠原纖維,新生血管增多,單核巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),中耳黏膜明顯增厚,在細(xì)胞間和黏膜下層有許多黏液細(xì)胞和黏液滴。
術(shù)后1,3,7,14,18d以鱟實(shí)驗(yàn)法檢測(cè)中耳積液中的內(nèi)毒素,結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組中內(nèi)毒素含量隨時(shí)間的增加而增加,平均值為(218.0±191.9)μg/106,是對(duì)照組鼓室上皮黏膜(101.57±653.4)μg/106的2.1倍,其平均值差異有顯著性(P<0.05)。ELISA法檢測(cè)中耳積液中的黏蛋白,實(shí)驗(yàn)組鼓室上皮黏膜中平均值為(4918.0±1931.9)μg/106,是對(duì)照組鼓室上皮黏膜中平均值(1001.45±263.8)μg/106的4.2倍,其平均值差異有顯著性(P<0.05)。
3、討論
分泌性中耳炎是耳鼻咽喉科常見(jiàn)病之一,是小兒聽(tīng)力障礙的主要原因,嚴(yán)重影響患兒的語(yǔ)言發(fā)育和智力發(fā)育。尤其是慢性分泌性中耳炎,病程長(zhǎng),遷延不愈,如不及時(shí)治療則易導(dǎo)致鼓膜萎縮、鼓室硬化、慢性中耳炎、膽脂瘤、膽固醇肉芽腫等。其發(fā)病與中耳黏膜腺體和杯狀細(xì)胞的增生有關(guān),黏膜高分泌引起的中耳腔出現(xiàn)不易清除的黏液是其主要特征②。黏蛋白是黏液的主要成分,是一種高度糖基化的大分子蛋白質(zhì),目前研究認(rèn)為其高表達(dá)與中耳炎發(fā)病關(guān)系密切。
到目前為止,人體中至少有9種不同的黏蛋白已被確認(rèn),按其發(fā)現(xiàn)順序命名為MUC1~4,MUC5AC,MUC5B,MUC6~8③⑧。MUC1,MUC3和MUC4屬于膜結(jié)合型黏蛋白;MUC2,MUC5AC,MUC5B和MUC6屬于分泌型黏蛋白;MUC8尚未確定?,F(xiàn)已證明MUC2,MUC5AC,MUC5B和MUC6黏蛋白的基因定位于染色體11P15.5,人們認(rèn)為它們來(lái)源于同一原始基因,因此它們具有結(jié)構(gòu)和基因序列的相似性。MCUI定位于染色體1q21~24,MUC3定位于染色體7q22,MUC4定位于3q29,MUC7定位于4q13~21,MUC8定位于12q24.3⑨。由于黏蛋白基因的激活和滅活具有器官特異性和上皮細(xì)胞特異性,因此某種特定的上皮細(xì)胞其黏蛋白基因表達(dá)模式不同。
從總體看,黏蛋白可被分成兩組:一組為分泌型黏蛋白(MUC2,MUC5B,MUC5AC,MUC6),它以膠體形式存在于黏膜表面,其基因編碼簇位于11P15染色體上。另一組為膜結(jié)合型黏蛋白,存在于上皮細(xì)胞的表層,MUC1,MUC3,MUC4均以跨膜形式存在。黏蛋白是由杯狀細(xì)胞分泌的,分布在上皮的表面,與細(xì)胞黏附、細(xì)胞保護(hù)、管腔表面潤(rùn)滑、入侵微生物的捕獲以及腫瘤生物學(xué)等有關(guān)。黏蛋白多肽骨架的氨基酸序列有以下特點(diǎn):高度串聯(lián)重復(fù)氨基酸序列組成的結(jié)構(gòu)域占極高比例;重復(fù)單位富含具羥基側(cè)鏈的絲氨酸和蘇氨酸;重復(fù)單位的兩側(cè)(N和C端)富含半胱氨酸。成熟的黏蛋白羥基側(cè)鏈糖基化后形成O連接寡糖的糖蛋白;黏蛋白亞單位之間還可以通過(guò)半胱氨酸殘基的巰基(HS)側(cè)鏈相互作用形成二硫鍵,構(gòu)成黏蛋白聚合體,使得黏液具有膠狀特點(diǎn)⑩。其中MUC1,MUC4和MUC5AC的表達(dá)始終局限于表面上皮細(xì)胞,前兩者(為膜結(jié)合型黏蛋白)表達(dá)于杯狀和纖毛細(xì)胞,MUC5AC只在杯狀細(xì)胞表達(dá)。
內(nèi)毒素是細(xì)菌死亡時(shí)釋放出的一種具有生物活性的物質(zhì)。它的主要成分為脂多糖,能引起中耳黏膜結(jié)締組織增生,細(xì)胞密度增大,毛細(xì)血管通透性增高,腺體及杯狀細(xì)胞分泌增加,破壞正常黏膜運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng),促進(jìn)中耳積液的蓄積,導(dǎo)致分泌性中耳炎遷延不愈。Yanagihara等⑾報(bào)道,向大鼠氣管內(nèi)滴入綠膿假單胞菌內(nèi)毒素,引起大量的中性粒細(xì)胞募集和廣泛的氣道上皮細(xì)胞表型的改變,即有大量的黏液細(xì)胞的增生與化生,MUC5ACmRNA表達(dá)和蛋白分泌均增高。此外內(nèi)毒素也可經(jīng)過(guò)經(jīng)典途徑及替補(bǔ)途徑激活補(bǔ)體,使嗜堿性粒細(xì)胞或肥大細(xì)胞釋放組織胺、5羥色胺、激肽和其他血管活性介質(zhì)作用于靶細(xì)胞,從而引起血管擴(kuò)張,毛細(xì)血管通透性增加,同時(shí)趨化因子能吸引白細(xì)胞向炎癥病灶部位聚集,促進(jìn)吞噬。在發(fā)揮吞噬作用的過(guò)程中,釋放溶酶體酶等生物活性物質(zhì),除破壞抗原性異物外,同時(shí)也可損傷鄰近組織和加劇炎癥,參與分泌性中耳炎的發(fā)病。本研究表明:細(xì)菌感染引起的分泌性中耳炎中,鼓室黏膜內(nèi)毒素的含量及杯狀細(xì)胞明顯增多,黏蛋白的分泌也明顯增加。這與上述文獻(xiàn)相符,說(shuō)明內(nèi)毒素可能是導(dǎo)致分泌性中耳炎出現(xiàn)黏性滲液的始動(dòng)因素;在急性中耳炎發(fā)展為慢性分泌性中耳炎過(guò)程中,中耳積液與內(nèi)毒素和黏蛋白含量存在某種關(guān)聯(lián)。由此推斷,針對(duì)某一特定時(shí)期使用降解內(nèi)毒素的藥物,可以提高機(jī)體對(duì)內(nèi)毒素耐受力的糖皮質(zhì)激素類藥物,有助于減輕內(nèi)毒素對(duì)中耳黏膜的損害,并消除中耳滲液??沽鞲惺妊獥U菌抗體對(duì)流感嗜血桿菌引起的中耳炎可能具有保護(hù)作用。
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