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首页 > 医学论文 > > MT01注入大鼠主要脏器组织观察其分布规律
MT01注入大鼠主要脏器组织观察其分布规律
>2021-12-29 09:00:00



MT01是模拟人类线粒体DNA设计的单链寡脱氧核苷酸(oligodexynucleotide,ODN)序列,含有27个碱基,其富含胞嘧啶C,每9个碱基序列中含有5个连续的碱基C。2009年Yang等证实MT01具有强免疫活性,并指出MT01有潜力作为一种新型的免疫抑制性ODN来治疗Toll样受体(TLR)激活相关的疾病。本课题组前期研究[2]显示:MT01能够诱导成骨细胞分化并增殖,促进成骨细胞表达成骨相关因子;体外实验观 察 到MT01能够以胞吞作用进入MG63成骨样细胞系。
以往国内外对ODN的实验研究多采用静脉、皮下或腹膜下注射等方式,而本课题组前期体内实验研究均采用牙龈黏膜下局部注射MT01的方式,在大鼠正畸牙移动实验中观察到MT01能够减少压力侧牙槽骨表面破骨细胞的数量,增加牙周膜中Ⅰ型胶原的表达水平,减少核因子κB受体活化因子配体 (receptoractivatorfornuclearfactor-κBligand,RANKL)的表达水平;此外MT01能够显着减少牙周炎大鼠牙槽骨的吸收水平。鉴于目前采用牙龈黏膜下局部注射的研究少有报道,本研究采用牙龈黏膜局部注射后,观察MT01进入大鼠主要脏器组织及其在各组织中的分布规律,为进一步研究开发MT01在牙周局部应用奠定实验基础。

1材料与方法

1.1实验动物、主要试剂和仪器60只 Wistar大鼠购自吉林大学实验动物中心,动物许可证号:SCXK(吉 )2008-0005;ODNMT01, 序 列5′-ACCCCCTCTACCCCCTCT-3′,由吉林大学 基础医学院分子生物学教研室自主设计,生工生物工程上海股份有限公司合成,全硫代修饰,5′端标记Cy5;速眠新购自吉林省华牧动物保健品有限公司;激光共聚 焦显微镜 (OlympusIX81,日本),快速冰冻切片机 (LEICACM1850公司,德国),Hoechst33258(碧云天,中国),赖氨酸附膜载玻片(武汉博士德公司,中国),盖玻片、OlympusFV10-ASW1.7 Viewer软 件 和MicrosoftOfficeExcel2003软件。
1.2实验动物分组SPF级健康雄性Wistar大鼠60只,体 质 量 为 (200±10)g,随 机 分 为 注 射MT01的对照组和注射Cy5标记MT01的实验组,每组30只。然后按时间点随机分为15min、1h、4h、8h、16h、1d、2d、3d、4d和5d组,每组3只。
1.3注射方式和注射剂量各组大鼠均适应性喂养1周。乙醚浅麻后,实验组、对照组大鼠于右侧上颌第一恒磨牙颊侧牙龈黏膜下分别注射Cy5标记和 未 荧 光 标 记 的MT012μg(20 mg·L-1,0.01mol·L-1PBS稀释),分别于注射后15min、1h、4h、8h、16h、1d、2d、3d、4d和5d在全麻下取实验组大鼠肺、肝、脾、肾、心和脑组织。
1.4快速冰冻切片的制备和观察各组织修块,快速冰冻切片机切片, 每个组织3张, 厚度10μm。 室温下干 燥, 甲 醛 固 定15 min,0.01mol·L-1PBS冲 洗,Hoechst33258染 色3~5min,0.01mol·L-1PBS冲洗,90%甘油封片,4℃避光保存。激光共聚焦显微镜观察各组织切片并拍照,每张切片随机取3张图像。形态学观察MT01在各脏器组织中的分布状况,以荧光阳性细胞率表示MT01进入各组织细胞量。荧光阳性细胞率=单个计数区域内荧光阳性细胞数/区域内总细胞数。计数方法:每张图像平均分为9个区域,随机选择3个区域计数,取平均值作为图像的荧光阳性细胞率。
1.5统计学分析每组选择3张图像,应用FVViewer1.7软件对图像计数,选择3名非实验相关人 员 分 别 计 数。 应 用MicrosoftOfficeExcel2003软件计算各组织荧光阳性细胞率并以x±s表示。

2结果

2.1形态学观察荧光阳性细胞的细胞核表现为蓝色荧光,胞质表现为红色荧光。对照组未观察到荧光阳性细胞;实验组大鼠肺、肝、脾和肾组织细胞中均能观察到Cy5标记MT01的荧光分布(图1A~D,见插页三);心、脑组织细胞中未见明显的荧光分布(图1E和F,见插页三)。肾组织中荧光阳性细胞呈片状分布,荧光主要集中于肾小管上皮细胞的胞质中,肺、肝、脾组织中仅见少量散在分布的荧光阳性细胞。

2.2实验组各脏器组织中荧光阳性细胞率MT01较早进入脾组织中,进入肺、肾和肝组织相对较晚。肝、脾和肾组织中的荧光阳性细胞率分别在注射MT013、1和2d后呈先增高后降低的趋势,峰值分别出现在注射后4、3和4d;肺组织的荧光阳性细胞率随时间变化无明显规律性。肾组织的荧光阳性细胞率最大,肺、肝和脾组织的荧光阳性细胞率相对较小。见表1.
3讨论

本课题组前期体内实验观察到MT01具有显着促进大鼠牙周组织成骨的作用,提示MT01有可能作为一种新型的促牙槽骨组织再生的生物制剂应用于口腔临床,因此了解MT01在牙周组织中与非目标组织中的相对积聚量、代谢和清除特点、清除率及毒性等有重要意义。
目前已有大量实验采用静脉、皮下及腹膜下注射等方式研究ODN的代谢及生物分布,但鲜有文献报道口腔黏膜局部注射后ODN的代谢及生物分布情况。口腔黏膜局部给药具有避免肝脏首过效应、药物利用率高、不良反应轻、致敏性小和组织修复快等优点,是口腔临床用药过程中较为常见的途径。本实验应用前期体内实验中牙龈黏膜的注射方式,观察到一定量的MT01能够随血液循环进入大鼠的肺、肝、脾和肾组织中,且大鼠吸收MT01后分布到各脏器组织存在着时间的差异性。
关于MT01在大鼠体内主要脏器中的分布特点,目前许多研究表明:ODN在大鼠各脏器组织中的分布存在差异性,且分布特征又具有一定相似性。
ODN在肾、肝、脾组织中分布量较多,而在肺、脑、心的分布量较少。本实验中肾脏组织的荧光阳性细胞率明显高于其他脏器组织,荧光主要集中于肾小管上皮细胞内,肾小球未见明显的荧光分布,表明肾脏可能是MT01的主要代谢器官。
Lendvai等采用68Ga标记PS-ODN经大鼠尾静脉注射后,观察到放射线最强处集中在肾脏的皮质区。也有研究报道:经小鼠尾静脉注射FITC标记、硫代磷酸化修饰的反义寡核苷酸后,肾脏可见大量荧光沉积,肝、脾和肺仅见少量散在、细小的荧光分布,这与本实验研究结果一致。
Hjelstuen等研究表明:尿液及膀胱中的ODN水平较高,认为尿液是ODN的主要排泄途径。另有研究[9-10]显示:肝脏也是ODN主要分布的脏器之一。 李东良等研 究 表 明: 小 鼠 静 脉 注 射3H-c-MycAS-PS-ODN0.5h后,肝、脾和肺中均观察到较高浓度3H-c-MycAS-PS-ODN分布,与本实验结果不同。关于不同ODN体内分布差异性的影响因素,目前尚无定论。
Amantana等认为:与PS-ODNs相似,二胺吗啉代寡核苷酸(PMOs)的分布模式不依赖于本身的序列、长度及给药方式,而PMOs的清除却与时间和组织有关,还指出给药途径,如静脉注射、口服、腹膜下注射、皮下注射 或 经 皮 肤、经 肺 给 药,均 得 到 了 相 似 的PMOs代谢特征。
李东良等指出:静脉注射反义硫代磷酸寡脱氧核苷酸后,其在亲脂性器官中分布少,如脑和生殖器等。本实验在脑组织中未观察到荧光分布,其可能与血脑屏障有关。血脑屏障是介于血液和脑组织之间的屏障结构,主要的形态学基础是紧密连接的毛细血管内皮细胞,其对血液中的物质具有高度的选择透过性,只允许亲脂性和相对分子质量小于600的分子通过。磷酸二酯和硫代磷酸寡脱氧核苷酸为5~10kDa的多聚阴离子分子,不能够通过血脑屏障。本实验中MT01的相对分子质量为8325.63,以0.01mol·L-1PBS缓冲液稀释。推测MT01的相对分子质量和亲水性是影响其进入脑组织的可能因素。
ODN与细胞组分的非专一性结合及其降解产物是导致ODN毒性的2个主要方面。目前研究认 为: 适 当 浓 度ODN是 低 毒 性 的。Srinivasan等认为:低 剂 量PS-ODN无 毒 性,但口服给药是危险的,长时间应用较高剂量PS-ODN可能导致肾脏损伤。
Hanagata也指出硫代磷酸化ODN能引起肾脏损伤。刘红等认为:虽然PS-ODN是低毒性的,但其抑制细胞分化,在许多细胞系中,使用较高的非治疗浓度充当细胞静止剂。本实验观察到MT01在肾脏组织中的分布量大于其他组织,且MT01能够抑制由CpGODN等免疫刺激因素诱导的免疫反应,这就有必要了解MT01的毒理性。牙龈黏膜局部注射MT01后对大鼠正常脏器组织,尤其是肾脏组织是否有影响还有待今后的深入研究。

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