一氧化氮(NO)生物合成的专一途径——L-精氨酸(L-Arg)/一氧化氮(NO)途径,需依赖一族特异性的酶——一氧化氮合酶(NOSs)的催化作用〔1〕。本实验用免疫组织化学方法,观察颌面部制式子弹致伤后伤道组织损伤、修复、愈合过程中一氧化氮合酶(NOSs)细胞定位,证实和明确L-精氨酸(L-Arg)/一氧化氮(NO)途径在该过程中存在的形态学基础。
1 材料与方法
1.1 主要材料 抗nNOS(神经型)、iNOS(诱导型)和eNOS(内皮型)多克隆抗体为兔IgG,Santa Cruz公司产品,工作浓度为1∶200,ABC试剂盒购于Vector Lab公司。
1.2 致伤模型和动物分组 致伤武器:国产5.80 mm实验用弹道枪,5.80 mm制式枪弹,初速度=960 m/s。弹着点为嚼肌前缘中点。实验动物选择:四川产健康成年杂种犬30只,体重平均11.5 kg。致伤前2周驯养,确认身体健康无疾患。按取材时间随机分成5组。
1.3 局部组织取材 致伤后按2、6、24、72 h、7 d几个不同时间点,以伤道为中心,切取伤道周围组织,约1.5 cm×1.6 cm×0.5 cm大小,固定后逐级脱水,石蜡包埋。正常肌肉取对侧嚼肌组织。
1.4 染色石蜡组织切片 常规ABC法染色,DAB显色。硫酸镍铵250 mg,氯化铵4 mg,葡萄糖20 mg,葡萄糖氧化酶1 μg,DAB 5 mg,0.2 M醋酸缓冲液5 ml,双蒸水5 ml。显色5~10 min,阳性结果为蓝黑色。不做复染。对照包括空白对照、正常血清对照、无关抗体替代对照。
2 结 果
2.1 nNOS(NOS-I) 创伤后组织内nNOS(NOS-I)主要分布在骨骼肌细胞,其他细胞少见阳性。伤后2 h,肌肉组织断裂、弯曲,可见部分呈阳性;6~24 h,阳性的肌肉组织增多,阳性结构为细颗粒状附着在肌丝上,充满肌纤维内(图1),72 h和7 d,组织内几乎看不到阳性细胞。对照均为阴性。
2.2 iNOS(NOS-Ⅱ) iNOS(NOS-Ⅱ)阳性的细胞较多,包括炎细胞、成纤维细胞、小血管内皮细胞等。6~24 h,肌肉和结缔组织间大量的iNOS(NOS-Ⅱ)阳性炎细胞浸润,主要为巨噬细胞和中性粒细胞,阳性物质充满细胞胞浆,呈粗颗粒样,细胞核则呈空泡样(未做衬染)(图2);24 h还可见少数阳性的成纤维细胞和内皮细胞。72 h阳性的炎细胞有所减少,胞浆呈阳性(图3),周围肌细胞阳性较弱。7 d,组织内肌细胞,肉芽组织中成纤维细胞、血管内皮细胞阳性多见,一些血管内皮和小血管出现阳性(图4);少数坏死灶周围的炎细胞也明显呈阳性。正常的肌肉组织中未见阳性,对照均为阴性。
图1
图2
图3
图4
2.3 eNOS(NOS-Ⅲ) 主要分布于小血管内皮;创伤后的早期,组织内少见阳性细胞;致伤后72 h,较早出现修复的组织间,新生毛细血管内皮细胞以及小血管动静脉内皮细胞部分有阳性;7 d,伤口由肉芽组织充填,新生毛细血管内皮细胞可呈阳性。正常对照中,部分肌间小血管可呈弱阳性。
3 讨 论
颌面部枪弹伤后软组织创伤修复过程的调控十分复杂,尚未提及一氧化氮(NO)在其中的意义和作用。在对NO和NO生成途径及其意义的研究中,可以通过组织形态学的方法,确定NOSs在组织内的分布和细胞定位,从而明确L-Arg/NO途径存在的形态学基础,并提示组织内NO生成的细胞来源。目前已克隆的NOS有3种:nNOS,iNOS和eNOS。
实验结果显示,伤后组织内多种细胞能表达iNOS的活性,特别是伤后早期。提示此时组织内有多种细胞的iNOS被激活,启动了L-Arg/NO途径,组织内有大量的NO生成;7 d时肉芽组织内iNOS阳性的炎细胞较24 h减少,而可见成纤维细胞和部分血管内皮细胞iNOS阳性,提示这些参与组织增殖修复的主要细胞此时也生成NO,参与组织的愈合过程。组织创伤后,各种组织细胞被激活,可释放多种细胞因子如:IL、TNF、TGF及IFN等,这些因子可趋化多种细胞包括中性粒细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞等进入伤口组织周围,参与损伤后的炎症反应和修复愈合过程。而这些细胞因子是iNOS重要的刺激因子,在它们的协同作用下,多种类型的细胞可释放大量的NO;而组织内大量NO的生成,可能是参与组织损伤的重要因素。另外,NO的生成,能够导致生成NO的巨噬细胞、中性粒细胞等自身的凋亡,因而又可能是调控炎症消散和炎症反应自限性的原因之一〔2〕。神经型NOS也可由缺血、机械刺激等因素激活〔3〕,因而本实验中,在伤后2~24 h内,肌细胞内nNOS阳性可能由于机械损伤和组织内微循环障碍的刺激所致。eNOS在正常组织内的阳性很弱,而组织创伤后24 h扩张的小血管内皮细胞可呈阳性;组织修复时肉芽组织中,大量新生的毛细血管内皮细胞显示较强阳性,提示eNOS生成的NO,在组织增殖修复阶段,对调节小血管、新生毛细血管的扩张、血流量的增加和组织内的物质交换有重要作用。