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Il processo di modellazione sperimentale dei topi è illustrato nella Figura 1. Dopo 12 ore dal completamento dell'iniezione, è stato utilizzato un videoregistratore in campo aperto per monitorare la distanza di movimento e la durata dell'immobilità di diversi gruppi sperimentali di topi per 5 cicli (Figura 2A). Durante i 5 cicli, i topi del gruppo PI V hanno mantenuto un basso livello di distanza di movimento entro 3 minuti, mentre il rapporto di immobilità entro 3 minuti è aumentato ad ogni ciclo successivo (Figura 2B, C). Inoltre, è stata condotta un'analisi statistica sulla distanza di movimento totale di topi di diversi gruppi sperimentali durante i 5 cicli. Il gruppo PI V ha mostrato la distanza di movimento totale più piccola rispetto agli altri gruppi sperimentali e la differenza era statisticamente significativa (p < 0,001) (Figura 2D, E). Con l'eccezione del gruppo di controllo e del gruppo PI I, i topi degli altri gruppi sperimentali hanno mostrato una crescita negativa del peso del valore D. Tra questi, il gruppo PI V ha mostrato la maggiore variazione di peso e la differenza di variazione di peso rispetto agli altri gruppi sperimentali è stata statisticamente significativa (Figura 2F). Dopo aver valutato il tasso di sopravvivenza di altri 10 topi in ciascun gruppo sperimentale, i risultati hanno mostrato che il tasso di mortalità dei topi nel gruppo PI V ha raggiunto l'80% il 5° giorno. Tuttavia, non c'era alcuna differenza statisticamente significativa nel tasso di mortalità tra gli altri quattro gruppi sperimentali e i topi del gruppo di controllo (Figura 2G).
Utilizzando un microscopio ad alta potenza, sono stati osservati un significativo rigonfiamento cellulare, necrosi e infiltrazione cellulare infiammatoria nei gruppi di topi PI IV e PI V (Figura 3A, B). Utilizzando i criteri di valutazione forniti nella Tabella supplementare 2, è stata valutata la patologia pancreatica di diversi gruppi sperimentali di topi e sono state osservate differenze significative nel punteggio della patologia pancreatica rispetto ai topi del gruppo di controllo (p < 0,001) (Figura 3C; Figura supplementare 1). Inoltre, rispetto al gruppo di controllo, i livelli sierici di amilasi e lipasi nei topi misurati erano significativamente più alti nei gruppi sperimentali da PI II a PI V e le differenze erano statisticamente significative. È interessante notare che non c'era alcuna differenza statisticamente significativa nei topi del gruppo PI I (Figura 3D, E). Il metodo ELISA è stato impiegato per valutare i livelli dei marcatori infiammatori14, tra cui TNF-α e IL-6, nel siero dei topi. I risultati hanno rivelato che i livelli di TNF-α e IL-6 nei topi del gruppo PI V erano significativamente più alti di quelli degli altri gruppi sperimentali e le differenze erano statisticamente significative (Figura 3F, G). Rispetto al gruppo di controllo, i livelli di PCT sono aumentati in tutti e quattro i gruppi sperimentali, ma solo la differenza nel gruppo PI V è stata statisticamente significativa (p < 0,05) (Figura 3H).
Lo stato apoptotico dei tessuti pancreatici in diversi gruppi sperimentali di topi
Eseguendo la colorazione TUNEL sui tessuti pancreatici di ciascun gruppo di topi, è stato osservato lo stato di necrosi cellulare nei tessuti pancreatici di diversi gruppi sperimentali (Figura 4A). I valori della scala di grigi (OD) per unità di area delle sezioni di tessuto pancreatico e il tasso positivo di necrosi cellulare sono stati analizzati semi-quantitativamente utilizzando il software Image J. I risultati hanno mostrato che, rispetto agli altri gruppi sperimentali, il livello di necrosi cellulare nei tessuti pancreatici del gruppo di topi PI V era significativamente aumentato e la differenza era statisticamente significativa (p < 0,001) (Figura 4B, C). Sono stati eseguiti esperimenti di immunoblotting proteico per valutare i livelli di espressione della cisteinil aspartato specifica proteinasi-3 (Caspasi-3), un marcatore di necrosi cellulare, nei tessuti pancreatici di topi di diversi gruppi sperimentali (Figura 4D). La quantificazione dell'espressione della caspasi-3 ha mostrato che il livello di espressione della proteina caspasi-3 nei tessuti pancreatici del gruppo PI V era significativamente aumentato e la differenza era statisticamente significativa (p < 0,001). I livelli di espressione proteica sono stati quantificati e normalizzati al controllo interno GapDH (Figura 4E). Inoltre, le sospensioni di cellule acinose pancreatiche fresche sono state marcate con annessina V-FITC/PI e analizzate mediante citometria a flusso. È stato riscontrato che, rispetto agli altri gruppi sperimentali di topi, il gruppo PI V aveva un tasso di morte cellulare positivo significativamente più alto, che era statisticamente significativo (p < 0,001) (Figura 4F, G).
Il contenuto di HMGB-1 nel siero periferico e il livello di espressione di HMGB-1 nel tessuto pancreatico
Al fine di studiare la relazione tra la proteina HMGB-1 e il danno pancreatico, sono state eseguite la colorazione immunoistochimica e la quantificazione sui tessuti pancreatici dei topi in ciascun gruppo sperimentale. C'era una differenza statisticamente significativa tra il gruppo sperimentale e quello di controllo (p < 0,001) (Figura 5A, B). L'ELISA è stato utilizzato per misurare i livelli di HMGB-1 nel siero di topi di diversi gruppi sperimentali. I risultati hanno mostrato che, rispetto al gruppo di controllo, i livelli sierici di HMGB-1 erano significativamente più alti in tutti i gruppi sperimentali, con il livello più alto osservato nel gruppo PI V, e la differenza era statisticamente significativa (p < 0,001) (Figura 5C). Inoltre, l'analisi Western blot ha rilevato un'elevata espressione della proteina HMGB-1 nei tessuti pancreatici dei topi in tutti i gruppi sperimentali, con differenze statisticamente significative rispetto al gruppo di controllo (p < 0,001) (Figura 5D,E).

Figura 1: Diagramma di flusso sperimentale. Giorno 2 e Giorno 3: Iniezione intraperitoneale. Giorno 4: L'esperimento in campo aperto è stato avviato dopo 12 ore dall'ultima iniezione intraperitoneale. Giorno 5: Soppressione 36 ore dopo l'iniezione intraperitoneale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Cambiamenti macroscopici nel modello di topi PI. (A) Viene illustrato il grafico della traiettoria di movimento in tempo reale dei topi. (B) La distanza totale di movimento all'interno di ciascun periodo di monitoraggio per diversi gruppi sperimentali di topi. (C) La percentuale di tempo di immobilità all'interno di ciascun periodo di monitoraggio per diversi gruppi sperimentali di topi. (D,E) La distanza totale di movimento e la percentuale di tempo di immobilità durante 15 minuti sono state analizzate per i topi in diversi gruppi sperimentali. (F) Viene mostrato il valore D che rappresenta il peso dei topi prima e dopo il processo di modellazione. (G) La sopravvivenza di 10 topi in ciascun gruppo è stata osservata per i 7 giorni successivi all'iniezione intraperitoneale. I dati sono espressi come medie ± SEM, n = 4. "ns" indica non significativo, *P < 0,05, ****P < 0,001. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Cambiamenti patologici nella pancreatite dei topi tra diversi gruppi sperimentali. (A) Le sezioni istologiche colorate con H&E del tessuto pancreatico dei topi in diversi gruppi sperimentali (sezioni di tessuto pancreatico incluse in paraffina colorate con ematossilina ed eosina, ingrandimenti di 100 volte e barre di scala di 200 μm e 400 volte e barre di scala di 50 μm, rispettivamente). Le lunghe frecce gialle indicano gli isolotti; le lunghe frecce rosse indicano le cellule acinose; lunghe frecce marroni indicano i vasi sanguigni; le frecce lunghe blu indicano i condotti). (B) Calcolo del rapporto tra il peso pancreatico e il peso corporeo nei topi. (C) Punteggio patologico del pancreas di topo. (D,E) Rilevamento dei livelli sierici di amilasi e lipasi nei topi. (F-G) Misurazione ELISA dei livelli sierici di TNF-α e IL-6 nei topi. (H) Valutazione del livello di PCT. I dati sono espressi come medie ± SEM, n = 4. "ns" indica non significativo, *P < 0,05, ****P < 0,001. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Apoptosi del tessuto pancreatico nei topi. (A) Immagini rappresentative della colorazione TUNEL sono state ottenute da sezioni di paraffina pancreatica di topi e immagini di area ingrandita. (400x, barra della scala 50 μm, il giallo brunastro è costituito da celle positive). (B,C) Analisi quantitativa del valore della scala di grigi per unità di area di sezioni di tessuto pancreatico di topi colorati con TNEL e della percentuale di cellule morte colorate positivamente. (D) Il livello di espressione della Caspasi-3 nel tessuto pancreatico è stato rilevato mediante Western blot. (E) Quantificazione dell'espressione della caspasi-3 nel tessuto pancreatico. (F) La citometria a flusso è stata impiegata per valutare l'entità della morte cellulare nelle cellule acinose pancreatiche dei topi. (G) Enumerazione delle cellule morte in stadio avanzato nelle cellule acinose pancreatiche di topo. I dati sono espressi come medie ± SEM, n = 4. "ns" indica non significativo, *P < 0,05, ****P < 0,001. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: L'espressione di HMGB-1 nel tessuto pancreatico dei topi. (A) Immagini rappresentative e immagini ingrandite (x400, barra della scala 50 μm) della colorazione immunoistochimica di HMGB-1 su sezioni pancreatiche. Il colore giallo-brunastro indica celle positive (n = 4). (B) La percentuale di cellule HMGB-1 positive nelle sezioni di tessuto pancreatico (n = 24). (C) Il livello di HMGB-1 nel siero di topo (n = 4). (D,E) È stato eseguito un Western blot per rilevare il livello di espressione di HMGB-1 nel tessuto pancreatico e per ottenere i risultati della quantificazione (n = 4). I dati sono espressi come medie ± SEM, "ns" indica non significativo, *P < 0,05, ****P < 0,001. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura supplementare 1: Lesione multiorgano nel modello di topi del gruppo PI V. (A) Le immagini rappresentative dei cambiamenti istologici nei tessuti del pancreas, del polmone, del fegato e dei reni raccolte dai topi del gruppo CON e PI V sono state analizzate utilizzando la colorazione H&E (ingrandimento 200x, barra della scala 50 μm). Le alterazioni patologiche associate alla necrosi delle cellule acinose sono indicate dalle frecce nere. Le frecce gialle indicano alterazioni patologiche caratterizzate da emorragia interstiziale ed edema negli alveoli. L'edema e la necrosi degli epatociti sono indicati da frecce verdi. Le alterazioni patologiche correlate all'emorragia glomerulare sono contrassegnate da frecce rosse. (B) Il calcolo dei punteggi istologici è stato eseguito su tessuti del pancreas, del polmone, del fegato e dei reni ottenuti dal gruppo CON e dai topi del gruppo PI V. Clicca qui per scaricare questo file.
Tabella supplementare 1: Protocollo di iniezione intraperitoneale. Clicca qui per scaricare questo file.
Tabella supplementare 2: Criteri di punteggio patologico per la gravità della pancreatite. Clicca qui per scaricare questo file.