全 文 ：第 2 6 卷第 2 期
2014 年 3 月
肝 胆 胰 外 科 杂 志
Journal of Hepatopancreatobiliary Surgery
Vol.26 No.2
Mar. 2014
— 121—
·实验研究·
垂盆草对重症急性胰腺炎肺损伤大鼠的作用
及其相关机制研究
刘乐伟1，徐志红1，汪茂鸣1，杨丽红2，陈必成1，周蒙滔1
（温州医科大学附属第一医院，浙江 温州 325000，1.肝胆外科，2.检验科）
2013-11-05
国家自然科学基金资助项目（81070372）；浙江省中医药管理局项目（2011ZA073）；温州市科技局项目（H20110016）。
刘乐伟（19 87 -），男，浙江温州人，硕士。
周蒙滔，主任医师，教授，博士，E-mail：zmt0417@hotmail.com。
[收稿日期]
[基金项目]
[作者简介]
[通讯作者]
[摘 要] 目的 研究垂盆草提取物对大鼠重症急性胰腺炎（SAP）导致的急性肺损伤（ALI）的影响及相
关作用机制。方法 健康成年SD大鼠随机分成3组：假手术组（C）、胰腺炎组（SAP）、垂盆草提取物干预
组（SSBE），每组14只。逆行胰胆管注射5%牛磺胆酸钠（1 mL/kg）建立SAP模型，SSBE组在模型基础上
给予SSBE（100 mg/kg）干预，C组和SAP组给予等量生理盐水。建模成功后分别于12 h、24 h取标本并
处死大鼠，HE染色观察胰腺和肺脏病理损伤，测定各组各时间段大鼠血清淀粉酶（AMS）、炎性因子（IL-
1β、IL-6、TNF-α）的含量。Western blotting法观察肺组织中磷酸化细胞外调节蛋白激酶（p-ERK）、磷
酸化的核转录因子-κB（NF-κB）、P65亚基（p-P65）蛋白表达的变化。结果 肉眼及光镜下观察到SAP组
与SSBE组均出现明显肺损伤，病理评分显示SSBE组肺损伤情况明显好于SAP组（P＜0.05）。与C组比较，
SAP组与SSBE组AMS、IL-1β、IL-6、TNF-a的含量明显升高（P＜0.05），Western blotting法观察到SAP
组肺组织中p-ERK、p-P65蛋白表达均高于C组。与SAP组比较，SSBE组AMS、IL-1β、IL-6、TNF-α的含量
明显低于SAP组，且肺组织中p-ERK、p-P65蛋白表达均明显低于SAP组。结论 垂盆草提取物对大鼠重症
急性胰腺炎导致的急性肺损伤有改善作用，其作用机制可能是通过调控ERK-P65信号通路，减少炎症因子
释放，从而减轻炎症反应。
[关键词] 重症急性胰腺炎；急性肺损伤；垂盆草提取物；大鼠
[中图分类号] R657.5+1 [文献标识码] A [文章编号] 1007-1954(2014)-0121-05
Effects of Sedum sarmentosun bunge extracts on pancreatitis-induced lung injury of rats and
study on its relevant mech anism LIU Le-wei*, XU Zhi-hong, WANG Mao-ming, et al. *Department of
Hepatobiliary Surgery, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, Zhejiang
325000, China
Abstract Objective To explore the efficiency of Sedum sarmentosum bunge extracts (SSBE) on severe
acute pancreatitis (SAP) induced lung injury (ALI) of rats and the possible mechanism. Methods Forty-two male
Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into 3 groups: sham-operated control group (C), SAP group
(SAP) and SSBE treated group (SSBE). SAP model was induced by retrograde injection of 5% sodium taurocholate
(1 mL/kg wt) into the pancreatic duct, and to the sham group, the injection was omitted. SSBE (100 mg/kg wt, q12
h) was administrated subcutaneously followed the establishment of the SAP model. Saline was administrated by
the same way in other two groups. Tissue and blood samples were collected after rats were killed at 12 h and 24
h following establishment of SAP. Then the pathologic change in pancreas and lung were observed. Interleukin-
1β(IL-1β), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor-a (TNF-a) of pulmonary tissue and amylase activity of
serum were measured. The phosphorylation of ERK and p65 was detected by Western blot. Results Both SAP
group and SSBE group showed significant lung injury, but pathological score displayed that SSBE group was
obviously better than the SAP group (P<0.05). The levels of the amylase activity of serum, IL-1β, IL-6, TNF-a as
well as the phosphorylation of ERK and p65 of lung tissue in both SAP induced groups were significantly
increased as compared with C groups (P<0.05). However, those parameters all attenuated in SSBE treated group
DOI:10.13709/j.cnki.1007-1954.2014.02.009
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重症急性胰腺炎（SAP）引起的多器官功能障碍
综合（MODS）中，急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘
迫综合征（ARDS）的发生率高居所有累及脏器中的第
一位，并且是SAP患者早期死亡的重要原因[1]。研究
表明，SAP诱发的全身炎症反应综合征（SIRS）是发
生肺损伤的关键环节[2-3]。肺部高浓度的炎症因子一
方面可以直接损伤肺血管内皮，引起内皮通透性的增
加和富含蛋白渗出液进入肺泡；另一方面可以活化内
皮，导致内皮细胞多种促炎因子（如黏附分子、选择
素等）的表达上调，而活化的内皮细胞可以介导白细
胞与血管内皮的黏附和跨内皮的迁移[4]，并参与白细
胞的激活，最终加重肺实质的损伤。我们前期研究表
明生物炎症抑制因子对SAP引起的肺损伤有明显的改
善保护作用[5]，在中国传统医学找到强炎症抑制剂用
于治疗过度炎症反应如SAP已成为目前的研究热点。
垂盆草（Sedum sarmentosum bunge）为景天科景天
属多年生肉质草本植物，是中国药典记载的常用中药
之一，具有清热解毒、排脓生肌的作用[6-7]。本实验
通过建立SAP大鼠肺损伤模型[8]，观察垂盆草提取物
治疗SAP大鼠肺损伤和过度炎症反应的效果。
1 材料和方法
1.1材料及试剂
SPF级健康成年雄性SD大鼠，体重250～300 g，
购于温州医科大学实验动物中心。血清淀粉酶检测由
本院完成。
试剂：垂盆草提取物（襄樊宜城市百草植物工贸
有限公司）；牛磺胆酸钠（美国Sigma公司）；IL-1β、
IL-6、TNF-αELISA试剂盒（联科生物技术有限公
司）；ERK、p-ERK、p-p65单克隆抗体（Cell Signal
Technology）和辣根过氧化物酶标记的二抗（Biow-
arld）。
1.2动物分组与模型：
雄性SD大鼠42只，术前禁食12 h，不禁水。随
机分成三组，每组14只，每组又分成12 h和24 h
两个亚组（n=7）。①对照组（C组）：常规10%水合氯
醛溶液（3 mL/kg）腹部皮下注射麻醉后开腹，仅翻
动胰腺后关腹。②SAP组：采用传统的5%牛磺胆酸钠
as compared to SAP group in both time-points. Conclusion SSBE showed the beneficial effect to ALI in SAP
model of rat, and the possible protective mechanism may be executed through inhibition inflammation pathway of
ERK-P65 to alleviating inflammation response.
Key words severe acute pancreatitis; acute lung injury; Sedum sarmentosum bunge extracts; rats
法建立SD大鼠SAP模型。应用微泵逆行在大鼠的胰管
内注射5%牛磺胆酸钠1 mL/kg，速度为0.1 mL/min，
观察5 min后关腹。③垂盆草提取物干预组（SSBE组）：
同上制模后，立即皮下注射垂盆草100 mg/kg，12 h
以后再次给予相同剂量的垂盆草提取物。C组和SAP组
给予等量生理盐水。大鼠清醒后自由饮水，禁食。
1.3标本采集及指标检测
各组于建模成功后12 h和24 h，分别再次麻醉
大鼠，剖腹，于下腔静脉取血，分离血清备用。采集
部分肺组织制成匀浆，离心取上清液备用。取部分胰
腺、肺组织置于4%多聚甲醛溶液中固定用于HE染色。
余肺组织放于液氮中保存。HE染色法观察肺、胰腺组
织，ELISA法测定血清及肺组织匀浆中IL-1β、IL-6
及TNF-α的含量，Western blotting法检测肺组织
中p-ERK、p-P65蛋白表达情况。
1.4统计学分析
应用SPSS13.0软件进行数据分析，计量资料采
用（ ±s）表示，各组之间比较采用单因素方差分析；
以α=0.05为检验标准，P＜0.05认为差异有统计学
意义。
2 结果
2.1肺、胰腺组织肉眼观察
建模成功后开腹肉眼观，C组SD大鼠肺及胰腺组
织肉眼观察正常。建模后12 h及24 h，SAP组大鼠
腹腔可见大量黄色或血性腹水的形成，部分腹腔肠壁
可见钙化斑，胰腺可见出血性坏死、液化及脓肿。胸
腔可见少量积液，肺水肿，肺表面呈暗红色，可见散
在小出血点。SSBE组胰腺及肺组织损伤较模型组减
轻，腹水大量减少，偶见少量腹腔钙化斑，部分胰腺
组织有点灶性出血性坏死，少量液化及少量胰腺脓肿
但均较模型组有所减轻，胸腔未见积液，肺组织颜色
正常，未见出血点，肺水肿明显减轻。
2.2肺、胰腺组织光镜观察
C组大鼠胰腺及肺组织镜下结构基本正常。12 h
及24 h时，SAP组胰腺泡细胞肿胀，可见灶性坏死，
腺泡细胞间有大量炎症细胞浸润，小叶排列紊乱，坏
死区内腺泡结构消失，叶间隙增宽，大量红细胞溢
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出，证明SAP模型建立成功。肺组织出现肺泡和间质
水肿、出血，灶性或片状肺不张，肺泡间隔增宽，大
量炎性细胞及红细胞浸润，肺组织结构紊乱。SSBE组
上述病变程度明显减轻，表现在胰腺组织中腺泡细胞
肿胀减轻、可见少量灶性坏死、腺泡细胞间炎症细胞
浸润明显减轻，肺组织中肺间质充血、炎细胞浸润减
轻。12 h肺组织SAP组与SSBE组病理评分为（3.17
±0.31）和（2.00± .26）；24 h肺组织SAP组与SSBE
组病理评分为（3.50± .22）和（2.67±2.11）。SSBE
组肺组织病理评分较SAP组有明显降低（P＜0.05）。
见图1。
2.3血清AMS，肺组织IL-1β、IL-6、TNF-α含量变
化
SAP组与SSBE组AMS均较C组升高（P＜0.05）。
各时间点SSBE组炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α均
较SAP组有明显下降。见表1和表2。
2.4肺组织p-ERK、p-P65蛋白表达的变化
SAP组中ERK、P65蛋白磷酸化水平较C组明显升
高（P＜0.05），SSBE组则见ERK、P65蛋白磷酸化水
平低于SAP组（P＜0.05）。该结果表明垂盆草提取
物可以下调炎性相关蛋白ERK，P65的磷酸化表达发
挥治疗作用。
3 讨论
1988年Rindernecht提出“白细胞过度激活学
说”在炎症中发挥重要意义，越来越多的研究发现，
白细胞过度激活与多种促炎细胞因子的过度释放引起
的细胞因子的连锁反应，对重症急性胰腺炎的发生发
展具有重要的作用[9]。在重症急性胰腺炎并发急性肺
损伤的病理过程中，SIRS扮演着重要角色。肺部高浓
度的炎症因子（如IL-1β，IL-6，TNF-α等）可以引
起血管内皮细胞的活化，活化的血管内皮通过上调多
种促炎症反应的细胞因子（如黏附分子，趋化因子
A：肺组织；B：胰腺组织
图1 大鼠肺组织及胰腺组织光镜观察（HE染色，×100）
表1 12 h各组血清AMS，肺组织IL-1β、IL-6、TNF-α浓度
组别
C组
SAP组
SSBE组
IL-1β（pg/mL）
47.09±21.50
163.91±78.57*
64.50±37.04#
IL-6（pg/mL）
48.79±22.81
180.64±49.99*
54.86±19.43#
肺组织
注：与C组比较，*P＜0.05，与SAP组比较，#P＜0.05
TNF-α（pg/mL）
32.32±24.13
125.72±51.85*
32.99±13.23#
血清AMS（U/L）
2210.67±357.13
12395.14±1848.10*
5172.71±491.17*#
表2 24 h各组血清AMS，肺组织IL-1β、IL-6、TNF-α浓度
组别
C组
SAP组
SSBE组
IL-1β（pg/mL）
61.86±49.12
155.05±54.94*
81.97±43.68#
IL-6（pg/mL）
68.64±26.03
153.44±50.26*
85.20±46.53#
肺组织
注： 与C组比较，*P＜0.05，与SAP组比较，#P＜0.05
TNF-α（pg/mL）
49.86±24.293
87.84±26.41*
46.04±19.65#
血清AMS（U/L）
1414.67±90.23
13130.43±1782.17*
5527.43±512.89*#
图2 肺组织p-ERK、p-P65蛋白表达的变化
A
B
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等）的表达，促进白细胞的招募、黏附和迁移，从而
加剧炎症反应[2，10]。本研究通过逆行胰胆管注射牛黄
胆酸钠建立大鼠SAP肺损伤模型，在建模成功后立即
给予SSBE干预SAP大鼠。研究发现SSBE可以减轻大
鼠胰腺炎模型中的胰腺和肺部的炎症程度，抑制肺部
炎症因子表达，调控炎性相关蛋白ERK及P65，从而
发挥其炎症治疗作用。
通过肉眼观察和镜下观察，胰腺炎症在SSBE治
疗后有明显的改善，血清AMS含量亦出现明显下降，
表明SSBE对胰腺炎的进展有一定的控制作用。另外，
对胰腺及肺脏的病理评分示SSBE能减轻胰腺及肺的
病理状况。肺脏是重症急性胰腺炎早期受累器官，肺
部高浓度炎性因子导致肺微血管损伤及炎症细胞趋化
是主要原因。我们通过对肺脏的组织病理学分析发
现，SAP诱导了急性肺损伤，而给予SSBE则明显改善
了急性肺损伤程度。SAP时大量炎性因子的释放引发
SIRS是肺损伤的关键，TNF-α主要由单核细胞及巨
噬细胞分泌，是SAP合并肺损伤时较早产生的因子，
TNF-α作为重要的始发因子在细胞和亚细胞水平上发
生一系列的级联反应， 诱导IL-1β、IL-6及其自身的
产生，正因为如此，TNF-α在SAP介导的早期内皮损
伤，全身炎症反应及肺损伤的发生发展过程中发挥重
要作用[10]。IL-1β与SAP关系密切，IL-1β可以使嗜
碱性及中性粒细胞经脱颗粒作用， 释放多种蛋白酶，
在肺组织中进行蛋白分解作用，引起ALI[11]。急性胰
腺炎发病早期IL-1β和TNF-α可刺激单核细胞和内
皮细胞产生IL-6，有研究提示IL-6是SAP患者合并
肺衰竭的重要指标[12]。我们研究发现，SSBE干预可
以使大鼠SAP后肺组织中IL-1β、IL-6、TNF-α含量
明显降低，进一步的证实了SSBE能抑制炎症及SIRS
的进展，改善SAP后ALI。
MAPKs家族中的ERK MAPK是炎症反应过程中的
一条重要信号通路，参与了多种促炎症反应介质的调
节。MARK/ERK信号通路在介导T细胞释放TNF过程中
发挥最关键的作用，在给予MAPK/ERK通路抑制剂
PD98059后，ERK的磷酸化几乎不会出现，并且几乎
可以完全阻滞有凝血酶刺激T细胞释放TNF的进程。
有研究表明，TNF-α引起的人肺微血管内皮细胞的炎
症反应中，ERK MAPK磷酸化增加，即ERK MAPK的激
活增加，应用ERK MAPK抑制剂可以抑制多种细胞因
子和黏附分子的表达[13]。多项研究表示，ERK MAPK
参与NF-κB活化的调节，以介导多种炎症因子基因
的表达，COX-2、iNOS等释放[14-16]，NF-κB是具有基
因转录调节作用的蛋白质因子，而p65是NF-κB家
族中具有转录激活结构域的重要成员之一，参与了多
种炎症因子（包括IL-6）、趋化因子（包括MCP-1）、
选择素（包括E-selectin）、黏附分子（包括ICAM-
1）等的转录的调控，NF-κB的磷酸化是NF-κB信号
通路发挥调节作用的重要环节[17-18]。另外，TNF-α也
可以通过NF-κB通路来调节炎症因子网络[19-20]。本
实验研究发现，SAP大鼠肺组织ERK，P65蛋白磷酸化
水平明显升高，而SSBE干预后其磷酸化水平降低。该
结果表明SSBE可能通过调控ERK-P65信号通路来发
挥其炎症抑制作用。
本研究首次证实垂盆草对大鼠SAP诱导的ALI的
治疗作用，其炎症抑制作用主要表现为减轻SAP局部
炎症、减轻炎性细胞因子如IL-1β、IL-6、TNF-α等
在肺组织中大量合成和释放，减轻肺损伤，其炎症抑
制机制可能与调控ERK-P65信号通路有关。垂盆草提
取物的炎症抑制作用使其具有潜在的临床应用价值，
我国垂盆草资源丰富，如若通过现代化学与药理结果
对其有效部位加以研究并且开发利用，其现实意义不
可估量。
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（本文编辑：鲁翠涛）
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