Abstract
目的
建立不同比例浓度雌雄激素诱导下SD大鼠实验性前列腺炎动物模型。
方法
3～4月龄雄性SD大鼠53只，采用摘取双侧睾丸建立雄性大鼠去势模型。大鼠随机分为空白组、去势组和去势后不同比例浓度雌雄激素处理组，每组4只。处理组每日皮下注射双氢睾酮（dihydrotestosterone， DHT）及雌二醇（estradiol， E），1月后采用断颈法处死各组大鼠，ELISA法检测各组大鼠血清DHT及E质量浓度；取前列腺标本，计算各组大鼠前列腺相对重量；对前列腺组织进行HE染色，光镜下观察前列腺组织结构变化以及前列腺炎症反应情况；免疫组织化学法检测大鼠前列腺组织中转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、白细胞介素 （Interleukin，IL）-6、-8 三种炎症因子的表达。
结果
大鼠前列腺组织HE染色结果显示，与空白组和去势组对比，E0.05+DHT0.5 mg/kg组、DHT0.15+E0.15 mg/kg组炎症加深程度明显（P<0.05）；但当DHT质量浓度超过0.5 mg/kg后炎症程度也无进一步加重。免疫组化染色结果显示，当外源性E质量浓度恒定，与空白组对比，E0.05+DHT0.15 mg/kg组、E0.05+DHT0.5 mg/kg组和E0.05+DHT1.5 mg/kg组TGF-β1、IL-8表达升高明显（P<0.05）；与去势组对比，E0.05+DHT0.15 mg/kg组和E0.05+DHT0.5 mg/kg组二者表达增加（P<0.05）；而当DHT质量浓度达到0.5 mg/kg后进一步提高DHT质量浓度，TGF-β1、IL-8表达无显著变化。此外，当外源性DHT质量浓度不变，与空白组和去势组对比，DHT0.15+E0.05 mg/kg组和DHT0.15+E0.5 mg/kg组TGF-β1、IL-6、IL-8表达增加明显（P<0.05）。
结论
去势联合不同比例雌雄激素可成功诱导SD大鼠前列腺炎症反应模型。
Keywords: 雌激素, 雄激素, 良性前列腺增生, 前列腺炎
Abstract
Objective
To establish an experimental prostatitis animal model in Sprague-Dawley (SD) rats through induction by treatment of estrogen and androgen at different concentrations.
Methods
Fifty-three male SD rats aged 3 to 4 months were used in the study, and the castration model of male rats was established by excision of bilateral testes. The rats were randomly assigned to a blank group, a castration group and treatment groups receiving estrogen and androgen at different concentrations after castration, with 4 rats in each group. Dihydrotestosterone (DHT) and estradiol (E) were administered daily by subcutaneous injection to the treatment groups. All the rats were sacrificed by way of cervical dislocation after 1 month and the serum DHT and E concentrations of the rats in each group were assessed with ELISA. Prostate specimens were collected and the relative weight of the prostate of each group of rats was calculated. After HE staining of the prostate tissue, we observed with optic microscope structural changes in the prostate tissue and the state of prostatic inflammation in each group. Immunohistochemical examination was done to assess the expression of three inflammatory factors, transforming growth factor-β1 (TGF-β1), interleukin (IL)-6 and IL-8, in rat prostate tissues.
Results
The results of HE staining of rat prostate tissue showed that, compared with the blank group and castration group, the degree of inflammation increased significantly in the E0.05+DHT 0.5 mg/kg group and DHT0.15+E0.15 mg/kg group (P<0.05). However, once the concentration of DHT exceeded 0.5 mg/kg, the degree of inflammation did not further aggravate. The results of immunohistochemical staining showed that when the concentration of exogenous E was constant, the expression of TGF-β1 and IL-8 increased significantly in the E0.05+DHT 0.15 mg/kg group, E0.05+DHT 0.5 mg/kg group and E0.05+DHT 1.5 mg/kg group compared with that of the blank group (P<0.05). In the E0.05+DHT 0.15 mg/kg group and E0.05+DHT 0.5 mg/kg group, the expression of TGF-β1 and IL-8 increased significantly compared with that of the castration group (P<0.05). Once the concentration of DHT reached 0.5 mg/kg, further increase in the concentration of DHT did not lead to any significant changes in the expression of TGF-β1 or IL-8. In addition, when the concentration of exogenous DHT remained unchanged, the expressions of TGF-β1, IL-6, and IL-8 increased significantly in the DHT0.15+E 0.05 mg/kg group and DHT0.15+E 0.5 mg/kg group, compared with that of the blank group and castration group (P<0.05).
Conclusion
Castration combined with treatment of different concentrations of estrogen and androgen could successfully induce the prostatitis model in SD rats.
Keywords: Estrogen, Androgen, Benign prostatic hyperplasia, Prostatitis
良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia，BPH）是中老年男性最常见的疾病之一，其发生率与年龄成正相关。雌/雄激素比例水平保持动态平衡有助于前列腺的生长发育及生理功能的维持，二者比例平衡的打破被认为是BPH发病的关键环节[1]。此外，当前研究指出前列腺免疫细胞在BPH的发生和发展中起着重要作用，且慢性前列腺炎可以通过各种不同的途径诱导免疫反应，从而引起组织损伤，此后组织损伤愈合的过程可能与BPH的进展有关[2]。然而，前列腺炎症反应是否受到性激素水平的影响仍不得而知。
去势加雌激素诱导大鼠前列腺炎是目前一种常用的慢性非细菌性前列腺炎（chronic non-bacterial prostatitis, CNP）动物模型，该方法采用去势加用雌激素，使动物体内激素水平失调，雌雄激素平衡被破坏，进而使前列腺产生非细菌性炎症反应[3-4]。此外，SAID等[5]予以雄性去势Wistar大鼠连续皮下注射雌二醇30 d后发现，大鼠的前列腺出现炎症反应且伴有白细胞浸润和腺泡变性，这也进一步提示了前列腺炎模型制备成功以及性激素水平的变化在慢性前列腺炎中的关键作用。
性激素与前列腺炎症反应之间的关系十分微妙，然而国内外尚无针对性激素水平与前列腺炎症关系的系统研究。本实验使用去势联合不同比例浓度雌雄激素作用于SD大鼠，建立了雄激素恒定雌激素逐渐升高的实验性前列腺炎动物模型，同时也建立了外源性雌激素恒定而逐渐提高雄激素实验性动物模型，从体外实验的角度进一步探讨雌雄激素水平的变化与前列腺炎症之间的关系，进而为今后前列腺炎症的研究提供必要的实验方法和理论基础。
1. 材料和方法
1.1. 主要试剂及仪器
玉米油（北京索莱宝生物科技有限公司）；β-雌二醇（E）、5ɑ-双氢睾酮（DHT）、戊巴比妥钠（Sigma）；无水乙醇（内江市诚营化工科技有限公司）；青霉素（上海研生实业有限公司）；日本岛津AUW120D 电子分析天平（上海力辰仪器科技有限公司）；HE染色试剂盒（北京索莱宝生物科技有限公司）；一抗：兔抗大鼠转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、兔抗大鼠白细胞介素 （Interleukin，IL）-6、-8 （武汉博士德生物工程有限公司）；兔超敏二步法检测试剂盒（北京中杉金桥生物技术有限公司）；雌二醇和双氢睾酮ELISA检测试剂盒（上海沪峰化工有限公司）；光学显微镜（日本OLYMPUS）公司；显微图像采集系统（日本OLYMPUS）公司。
1.2. 实验动物与分组
雄性SD大鼠53只，年龄3～4月，质量250～350 g，由贵州医科大学实验动物中心提供，许可证编号：SCXK（黔）2012-0001，动物处置过程符合《善待实验动物指导下意见》。在08：00至20：00光照周期下圈养所有动物（每个笼子2只大鼠），喂养期间动物可自由摄入水与食物，圈养环境室温及通风情况良好。大鼠随机分为空白组（假手术组，n=4）、去势组（n=4）、不同比例浓度雌雄激素处理组[4, 6-7]：去势+E（0.05 mg/kg）+不同质量浓度DHT（0、0.015、0.05、0.15、0.5和1.5 mg/kg）处理组〔简写为E0.05+DHT （0、0.015、0.05、0.15、0.5和1.5 mg/kg）组，各亚组n=4〕、去势+DHT（0.15 mg/kg）+不同质量浓度E（0、0.005、0.015、0.05、0.15和0.5 mg/kg）组〔简写为DHT 0.15+E（0、0.005、0.015、0.05、0.15和0.5 mg/kg）组，各亚组n=4〕。
1.3. 实验方法
1.3.1. 雄性大鼠去势模型的建立
3～4月龄雄性SD大鼠采用0.2 mL/100 g戊巴比妥钠腹腔注射进行麻醉，麻醉满意后取平卧位于大鼠解剖台固定，阴囊术野以碘伏消毒。取阴囊中缝切口长约1～2 cm，切开皮肤、肉膜，逐层打开至睾丸鞘膜，除空白组大鼠外，其余组大鼠从切口将一侧睾丸挤出，结扎精索后离断。同法切除对侧睾丸，依次关闭各层。而空白组大鼠不挤出睾丸及结扎精索，其他步骤相同。手术当日及术后2 d，每日予肌注青霉素5×104U/kg，术后1周观察伤口愈合良好。
1.3.2. 去势雄性大鼠的分组处理
空白组大鼠，术后第1天开始每日皮下注射玉米油[8]连续1月；去势组大鼠，每日皮下注射玉米油连续1月；去势后不同比例质量浓度E/DHT共11个处理组分别按1.2分组用不同比例浓度E/DHT每日皮下注射，连续1月。
1.3.3. 各组大鼠血清E、DHT的测定
最后一次皮下注射激素24 h后采用断颈法处死所有大鼠，称取每只大鼠质量，取平卧位于大鼠解剖台固定，用解剖剪刀进入腹腔，推开肠管充分显露腹主动脉后使用预先肝素化的10 mL注射器以腹腔主动脉釆血法采集全血约5～10 mL，将血标本置入离心管中，室温下放置15 min后于4 ℃冰箱放置2 h，然后取出血标本在室温下3 000 r/min离心3 min，取上清，置入−20 ℃冰箱保存，按照ELISA试剂盒说明书测量血清E、DHT质量浓度。
1.3.4. 各组大鼠前列腺相对质量
雄性大鼠去势造模术后1月实验结束，采用断颈法处死所有大鼠，称取每只大鼠体质量，手术获取前列腺标本并称取质量，计算前列腺相对质量（前列腺质量/大鼠体质量）。
1.3.5. 前列腺炎症反应及炎症因子浸润的观察
用甲醛固定前列腺组织24 h后，对其进行常规石蜡包埋、切片，切片厚度约为5 μm。常规进行HE染色，光学显微镜下观察各组大鼠前列腺炎症反应及炎症因子浸润情况。
前列腺组织病理炎症分级参考国际前列腺炎组织学诊断与分度标准[9]：Ⅰ级指炎症细胞分散，炎症细胞数1～10个/HP，记+；Ⅱ级指炎症细胞聚集，无腺体上皮组织破坏或淋巴样小结/滤泡形成，炎症细胞数11～20个/HP，记++；Ⅲ级指炎症细胞聚集，部分腺体上皮组织破坏或淋巴样小结/滤泡形成，炎症细胞数>20个/HP，记+++；Ⅳ级指炎症细胞聚集，大量腺体上皮组织破坏或淋巴样小结/滤泡形成，炎症细胞数满视野/HP，记++++。
采用免疫组化检测试剂盒检测前列腺组织中TGF-β1、IL-6、IL-8的表达，严格按照试剂盒说明操作（其中抗体滴度TGF-β1、IL-6、IL-8均为1∶150）。
前列腺炎症因子浸润的判断：采用Image-Pro Plus 6.0软件的图像分析系统检测分析各组切片，根据免疫组织化学的显色不同将TGF-β1、IL-6和IL-8的染色表达分为阴性、弱阳性和强阳性；此外，各组切片于40×10视野随机取5个视野对各组大鼠三种炎症因子阳性率进行定量分析。
1.4. 统计学方法
计量资料符合正态分布与方差齐性的，多组间比较采用单因素设计方差分析，组间两两比较采用LSD检验；等级资料多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验，组间两两比较采用Dunn’s检验；P<0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1. 各组大鼠一般情况
喂养期间各组SD大鼠一般情况良好，外观、体征及行为活动均未见明显异常。摄食、饮水和大小便均正常。手术后，行假手术组4例一般情况可，行去势手术例数共49例，其中E0.05+DHT1.5 mg/kg组1例大鼠在术后死亡，行尸检提示术中血管结扎线松脱，术后出血性休克死亡，除外所有大鼠在实验过程均未出现死亡及术后伤口感染情况。
2.2. 各组大鼠血清中E、DHT含量的变化
如图1所示，与空白组对比，去势组血清DHT质量浓度明显下降（P<0.05），去势后当外源性E维持质量浓度0.05 mg/kg恒定不变，逐渐提高外源性DHT质量浓度后，DHT质量浓度逐渐升高。当DHT质量浓度大于等于0.05 mg/kg时，各处理组血清DHT水平与去势组比较差异均有统计学意义（P<0.05）。
图 1.
Serum concentration of DHT and E of rats in each group (n=4)
各组大鼠血清中DHT、E浓度（n=4）
A: Blank group; B: Castration group; C: E0.05+DHT 0 mg/kg group; D: E0.05+DHT 0.015 mg/kg group; E: E0.05+DHT 0.05 mg/kg group; F: E0.05+DHT 0.15 mg/kg group; G: E0.05+DHT 0.5 mg/kg group; H: E0.05+DHT 1.5 mg/kg group; I: DHT0.15+E 0 mg/kg group; J: DHT0.15+E 0.005 mg/kg group; K: DHT0.15+E 0.015 mg/kg group; L: DHT0.15+E 0.05 mg/kg group; M: DHT0.15+E 0.15 mg/kg group; N: DHT0.15+E 0.5 mg/kg group. *P<0.05, vs. blank group; #P<0.05, vs. castration group.
如图1所示，与空白组比较，当E质量浓度大于等于0.005 mg/kg时，各处理组血清E质量浓度较高，差异均有统计学意义（P<0.05）；去势后当外源性DHT维持质量浓度0.05 mg/kg恒定不变，逐渐提高外源性E质量浓度时，E质量浓度逐渐升高。当E质量浓度大于等于0.015 mg/kg各处理组血清DHT水平更高，与去势组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。
2.3. 各组大鼠前列腺相对质量比较
由图2可见，与空白组对比，去势组及各处理组前列腺相对质量变化差异均有统计学意义（P<0.05），当外源性DHT大于等于0.5 mg/kg时，前列腺相对质量开始升高。与去势组对比，当外源性DHT大于等于0.15 mg/kg时，随着其质量浓度增加，各组大鼠前列腺相对质量也逐渐升高，且差异有统计学意义（P<0.05）。
图 2.
The relative mass of prostate of rats treated with different concentrations of DHT and E (n=4)
不同质量浓度DHT、E处理组大鼠的前列腺相对质量（n=4）
A: Blank group; B: Castration group; C: E0.05+DHT 0 mg/kg group; D: E0.05+DHT 0.015 mg/kg group; E: E0.05+DHT 0.05 mg/kg group; F: E0.05+DHT 0.15 mg/kg group; G: E0.05+DHT 0.5 mg/kg group; H: E0.05+DHT 1.5 mg/kg group; I: DHT0.15+E 0 mg/kg group; J: DHT0.15+E 0.005 mg/kg group; K: DHT0.15+E 0.015 mg/kg group; L: DHT0.15+E 0.05 mg/kg group; M: DHT0.15+E 0.15 mg/kg group; N: DHT0.15+E 0.5 mg/kg group. *P<0.05, vs. blank group; #P<0.05, vs. castration group. Relative mass of prostate=Mass of prostate/body mass of rat.
如图2所示，与空白组对比，去势组前列腺相对质量最低（P<0.05），随着外源性E质量浓度增加，其余各处理组大鼠前列腺相对质量均有不同程度升高，但仍低于空白组（P<0.05）；与去势组对比，外源性E质量浓度为0.005 mg/kg、0.05 mg/kg及以上质量浓度时，前列腺相对质量升高，差异有有统计学意义（P<0.05）。
2.4. 各组SD大鼠的前列腺组织形态学
HE染色光镜观察：空白组大鼠前列腺腺体排列整齐，上皮细胞排列紧密，基底膜排列较完整，腺体外平滑肌组织排列紧密，部分腺体可见少许炎性细胞浸润；去势组大鼠前列腺上皮细胞排列紧密，基底膜排列较完整，腺体内可见少许炎症细胞。
外源性E质量浓度恒定不变，逐渐提高DHT质量浓度（图3）：部分腺上皮细胞乳头样凸起，腺体内可见少许炎症细胞（图3B、3C）；至DHT0.05 mg/kg组可见前列腺上皮细胞排列紧密，腺体内可见大量炎症细胞（图3D）；DHT0.15 mg/kg组腺上皮细胞排列紊乱、增生，周围平滑肌细胞部分被破坏，腺体内可见炎症细胞；DHT0.5 mg/kg组和DHT1.5 mg/kg组可见腺上皮细胞排列紊乱，周围平滑肌细胞破坏、排列不紧密，腺体及间质内均可见炎症细胞，部分基底膜被破坏（图3E、3F）。
图 3.
HE staining results of prostate tissue in different DHT concentration groups. HE ×200
不同DHT质量浓度组的前列腺组织HE染色结果。HE ×200
A: E0.05+DHT 0 mg/kg group; B: E0.05+DHT 0.015 mg/kg group; C: E0.05+DHT 0.05 mg/kg group; D: E0.05+DHT 0.15 mg/kg group; E: E0.05+DHT 0.5 mg/kg group; F: E0.05+DHT 1.5 mg/kg group.
外源性DHT质量浓度恒定不变，逐渐提高E质量浓度（图4）：腺上皮细胞排列紧密，部分腺体可见少许炎症细胞（图4A、B、C）；至E0.05 mg/kg组：腺上皮细胞排列紊乱、增生，周围平滑肌细胞部分被破坏，腺体内可见炎症细胞（图4D）；E0.15 mg/kg组：腺上皮细胞排列紊乱，部分基底膜被破坏，腺体周围出血，腺体内可见大量炎症细胞（图4E）；E0.5 mg/kg组：腺上皮细胞排列紊乱，腺体内可见炎症细胞，腺体外平滑肌组织排列紧密（图4F）。
图 4.
HE staining results of prostate tissue in different E concentration groups. HE ×200
不同E质量浓度组的前列腺组织HE染色结果。HE ×200
A: DHT0.15+E 0 mg/kg group；B: DHT0.15+E 0.005 mg/kg group；C: DHT0.15+E 0.015 mg/kg group；D: DHT0.15+E 0.05 mg/kg group；E: DHT0.15+E 0.15 mg/kg group；F: DHT0.15+E 0.5 mg/kg group.
2.5. 前列腺组织病理炎症分级评价
如表1所示，外源性E质量浓度恒定不变，逐渐提高DHT质量浓度：与空白组和去势组对比，E0.05+DHT 0.5 mg/kg组炎症加深程度明显，差异具有统计学意义（P<0.05）；其中，当DHT浓度超过0.5 mg/kg后，即使进一步提高DHT质量浓度，炎症程度也无进一步加深。
表 1. Grades of prostatic inflammation in each group of rats (n=52) .
各组大鼠前列腺炎症程度分级（n=52）
| Group | Grade of prostate inflammation | |||
| + | ++ | +++ | ++++ | |
| *P<0.05, vs. blank group; #P<0.05, vs. castration group. | ||||
| Blank | 4 | 0 | 0 | 0 |
| Castration | 4 | 0 | 0 | 0 |
| E0.05+ | ||||
| DHT 0 mg/kg | 4 | 0 | 0 | 0 |
| DHT 0.015 mg/kg | 3 | 1 | 0 | 0 |
| DHT 0.05 mg/kg | 1 | 3 | 0 | 0 |
| DHT 0.15 mg/kg | 0 | 3 | 1 | 0 |
| DHT 0.5 mg/kg*,# | 0 | 0 | 3 | 1 |
| DHT 1.5 mg/kg | 1 | 2 | 1 | 0 |
| DHT0.15+ | ||||
| E 0 mg/kg | 4 | 0 | 0 | 0 |
| E 0.005 mg/kg | 4 | 0 | 0 | 0 |
| E 0.015 mg/kg | 3 | 1 | 0 | 0 |
| E 0.05 mg/kg | 0 | 3 | 1 | 0 |
| E 0.15 mg/kg*，# | 0 | 0 | 3 | 1 |
| E 0.5 mg/kg | 0 | 1 | 2 | 1 |
外源性DHT质量浓度恒定不变，逐渐提高E质量浓度：与空白组和去势组对比，DHT0.15+E0.15 mg/kg组炎症加深程度明显，差异有统计学意义（P<0.05）。
2.6. 各组大鼠前列腺组织中TGF-β1、IL-6、IL-8的表达
如图5所示，空白组、去势组大鼠前列腺组织中TGF-β1、IL-6、IL-8的表达为阴性或弱阳性；当外源性E恒定不变，逐渐提高外源性DHT质量浓度后，各组大鼠炎症因子表达也有所加强；其中当DHT质量浓度达到0.5 mg/kg，即外源性E/DHT浓度比例接近1∶10时，大鼠前列腺组织中TGF-β1、IL-6、IL-8的表达呈强阳性。
图 5.
Expressions of TGF-β1 (a), IL-6 (b) and IL-8 (c) in the blank group (A), the castration group (B) and E0.05+DHT 0.5 mg/kg group (C). IHC ×400
空白组（A）、去势组（B）、E0.05+DHT 0.5 mg/kg组（C）TGF-β1（a）、IL-6（b）、IL-8（c）的表达。IHC ×400
如图6左图所示，当外源性E质量浓度恒定，逐渐提高外源性DHT质量浓度时，与空白组比较，当DHT质量浓度达到0.5 mg/kg时，TGF-β1、IL-8表达差异均有统计学意义（P<0.05）且差异最大；与去势组比较，当DHT浓度达到0.15 mg/kg时，TGF-β1、IL-6、IL-8表达差异均有统计学意义（P<0.05）。
图 6.
Positive rates of TGF-β1, IL-6 and IL-8 in groups treated with different concentrations of DHT (left) and E (right) (n=4)
不同质量浓度DHT（左）、E（右）处理组TGF-β1、IL-6和 IL-8的阳性率（n=4）
A: Blank group; B: Castration group; C: E0.05+DHT 0 mg/kg group; D: E0.05+DHT 0.015 mg/kg group; E: E0.05+DHT 0.05 mg/kg group; F: E0.05+DHT 0.15 mg/kg group; G: E0.05+DHT 0.5 mg/kg group; H: E0.05+DHT 1.5 mg/kg group; I: DHT0.15+E 0 mg/kg group; J: DHT0.15+E 0.005 mg/kg group; K: DHT0.15+E 0.015 mg/kg group; L: DHT0.15+E 0.05 mg/kg group; M: DHT0.15+E 0.15 mg/kg group; N: DHT0.15+E 0.5 mg/kg group. *P<0.05, vs. blank group; #P<0.05, vs. castration group.
如图6右图所示，当外源性DHT质量浓度恒定，逐渐提高外源性E质量浓度时，与空白组及去势组对比，当E浓度达到0.5 mg/kg，TGF-β1、IL-6、IL-8阳性率均达到最高值（P<0.05）。
3. 讨论
BPH确切的发病机制至今尚未完全阐明，但性激素在其中的作用是学术界的广泛共识。前列腺是性激素依赖器官，前列腺的生长、结构的维持及功能的完整都需要一定量的雄激素的支持。睾酮和二氢睾酮通过存在于细胞质中的雄激素受体发挥作用，雄激素受体信号传导在前列腺的生长和增殖中起着重要作用[10]。此外，正常男性体内存在一定量的雌激素，并且前列腺上皮和间质中还存在大量雌激素受体，雌激素受体的激活也深刻影响前列腺疾病的发生和发展[11]。目前研究认为雌激素与雄激素在体内存在平衡机制，雌/雄激素水平保持动态平衡有助于前列腺的正常生长发育及生理功能的维持，而打破原有的平衡则可能是导致前列腺细胞生物学行为改变的原因所在[12]。此外，也有学者指出，雌/雄激素比例浓度的变化可能是引起前列腺炎症反应的诱因之一[13]。
炎症是机体抵抗病原入侵、修复组织损伤的重要防御反应。但过度或者失控的炎症反应也可造成自身组织损伤，成为多种疾病发生发展的基础性病理机制。前列腺间质细胞是炎性因子作用的主要靶点，同时也可分泌多种炎症因子并能加重炎症的发生，一定条件下可表达并分泌TGF-β1、IL-6、IL-8、表皮细胞生长因子（EGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）及胰岛素一号增长因子（IGF-1）等炎症因子[14]，并且这些炎性因子亦可反作用于前列腺间质细胞及其他细胞分泌大量炎性因子并募集炎症细胞入侵前列腺组织，诱导炎症反应[15]。因此，前列腺组织的炎症发生到一定程度后前列腺组织细胞、炎症细胞以及促炎因子之间就会相互促进，使炎症反应循环不断地放大，大量的炎症细胞和炎症因子在前列腺组织中构成了炎症微环境，诱发前列腺细胞增殖和凋亡功能失调，导致前列腺内各种细胞及细胞外成分重构，启动BPH的发生。
本研究使用去势联合不同比例雌雄激素成功诱导了SD大鼠炎症反应模型，我们参考国际前列腺炎组织学诊断与分度标准[9]对各组大鼠前列腺炎症反应情况进行评定后发现：随着外源性雌/雄激素质量浓度的增加，改变了大鼠体内雌雄激素比例，使动物体内激素水平失调，雌雄激素平衡被破坏，进而诱导前列腺炎症的发生，且不同比例浓度雌雄激素作用下各组大鼠前列腺炎症反应程度亦有所不同。此外，免疫组织化学法检测TGF-β、IL-6、IL-8三种炎症因子的表达后发现：不同比例浓度雌雄激素作用下，各组大鼠三种炎症因子的表达的强弱程度不同，且三种炎症因子的强弱表达一定程度上可以反应大鼠前列腺炎症反应的强弱。
WANG等[16]使用2 μm铥激光腔内切除雄性比格犬的部分前列腺后发现：去势后比格犬前列腺创面炎症反应相对较轻，而雄激素处理的比格犬前列腺创面炎症反应明显加重。此外，JIA等[4]通过研究雌激素和雄激素诱导下大鼠前列腺炎症标志物的变化后发现：雌激素可以引起大鼠前列腺炎症反应并且可以促进炎症标志物的表达，然而在予以补充一定剂量的雄激素后炎症标志物的表达会降低。本研究中，切除双侧睾丸后的去势组，由于雄激素来源被阻断，前列腺的生长发育受限，前列腺相对重量明显低于空白组；当体内的雌激素维持在一定的水平，给与低于生理剂量雄激素的各组SD大鼠前列腺相对质量也明显低于空白组，但随外源性雄激素浓度的逐步增加大鼠前列腺相对质量也有一定程度的增加。从组织病理学来看，去势后大鼠前列腺主要表现为轻度炎症，同时大鼠前列腺组织中TGF-β、IL-6、IL-8三种炎症因子的表达以阴性或者弱阳性为主；当给予低于生理剂量雄激素刺激，SD大鼠前列腺炎症程度加深不明显，主要以轻、中度炎症为主；当雄激素浓度继续升高，达到E0.05+DHT0.5 mg/kg时，即E/DHT比例接近1∶10时，炎症程度则主要表现为重度炎症，此后即使雄激素浓度再次升高，大鼠前列腺的炎症程度也无进一步加深。此外，我们也发现当E/DHT比例接近1∶10时，大鼠前列腺组织中TGF-β、IL-6、IL-8三种炎症因子的表达与空白组、去势组对比呈强阳性变化；其中，当DHT浓度达到0.5 mg/kg，TGF-β1、IL-8阳性率达到最高值，此后即使进一步提高DHT浓度TGF-β1、IL-8阳性率也无进一步提高。因此，我们认为，雌雄激素浓度的比例与前列腺炎症之间可能存在一定的拐点，当跨过这一拐点后，即使再升高雄激素浓度，前列腺炎症也无进一步的加重，反而有可能降低。当然，这需要更加系统全面的体内外实验研究来加以证实。
在临床中，我们发现BPH往往发生于雄激素水平已经降低且雌激素水平相对升高的中老年患者，而很少发生于雄激素水平较高雌激素水平相对较低的青年患者。QIAN等[17]通过使用17-β-雌二醇诱导大鼠慢性非细菌性前列腺炎后发现：大鼠前列腺基质可见明显的炎性细胞浸润和成纤维细胞增生，以及IL-6，IL-8和TNF-α的高表达。此外，ALMEER等[18]予以去势联合雌激素作用于雄性Wistar大鼠后发现：雌激素补充后大鼠前列腺湿重增加，且IL-2、TNF-α和IL-1β等炎症因子表达也显著增加，这也进一步证明了性激素水平的变化在前列腺炎的发生中的重要意义。但对于体内雄激素较低的中老年患者而言，不同雌激素水平的变化对BPH、前列腺炎症的影响仍不是很明确。在本研究，我们通过建立去势后雌激素固定依次提高雄激素浓度模型后发现，空白组大鼠前列腺相对重量介于E0.05+DHT0.15 mg/kg与E0.05+DHT0.5 mg/kg之间。我们予以去势后大鼠补充恒定剂量的外源性雄激素0.15 mg/kg后依次提高雌激素浓度，建立雄激素水平相对较低依次提高雌激素的大鼠模型，我们发现，随着雌激素浓度的增加，大鼠前列腺的相对质量及炎症程度都有一定增加，这一动物模型的建立一定程度上也解释了为什么BPH很少发生于雄激素水平较高雌激素水平相对较低的青年患者，而往往发生于雄激素水平相对较低雌激素水平相对较高的中老年患者，对今后相关方向的进一步研究也提供了较为完善的动物实验基础。
国内外尚无针对性激素水平与前列腺炎症关系的系统研究，特别是在性激素水平、前列腺炎症反应以及BPH发病机制三者之间的关系。本研究通过不同比例浓度雌雄激素作用下前列腺炎症反应模型的建立，为今后三者关系的进一步研究提供新的、有利的动物模型的支持。
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利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
Funding Statement
国家自然科学基金（No. 81860141）、贵州省卫计委基金（No. Gzwjkj2017-1-032）和贵州省科技基金（ No. 黔科合[2021]378 ）资助
Contributor Information
波 王 (Bo WANG), Email: 761446379@qq.com.
野 田 (Ye TIAN), Email: tianye5055@163.com.
References
- 1.李德邦, 易发现 雌激素及雌激素受体与前列腺疾病的关系. 中国男科学杂志. 2018;32(3):64–67. doi: 10.3969/j.issn.1008-0848.2018.03.014. [DOI] [Google Scholar]
- 2.DEN C, PRESICCE F, TUBARO A Inflammatory mediators in the development and progression of benign prostatic hyperplasia. Nat Rev Urol. 2016;13:613–626. doi: 10.1038/nrurol.2016.168. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 3.YAN Z R, HUANG C H, HUANG G, et al. Jiedu Huoxue decoction improves inflammation in rat type III prostatitis: The importance of the NF-κB signalling pathway. Andrologia, 2019, 51(5), e13245[2021-03-07]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30729553/. doi: 10.1111/and.13245.
- 4.JIA Y L, LIU X, YAN J Y, et al The alteration of inflammatory markers and apoptosis on chronic prostatitis induced by estrogen and androgen. Int Urol Nephrol. 2015;47:39–46. doi: 10.1007/s11255-014-0845-4. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 5.SAID M M, BOSLAND M C The anti-inflammatory effect of montelukast, a cysteinyl leukotriene receptor-1 antagonist, against estradiol-induced nonbacterial inflammation in the rat prostate. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2017;390:197–205. doi: 10.1007/s00210-016-1325-4. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 6.贾玉玲, 崇立明, 李雷, 等 雄激素对雌激素引发去势雄性SD大鼠前列腺炎症及炎症因子的抑制作用. 中国药理学与毒理学杂志. 2017;31(6):568–573. doi: 10.3867/j.issn.1000-3002.2017.06.011. [DOI] [Google Scholar]
- 7.YATKIN E, BERNOULLI J, TALVITIE EM, et al Inflammation and epithelial alterations in rat prostate: impact of the androgen to oestrogenratio. Int J Androl. 2009;32(4):399–410. doi: 10.1111/j.1365-2605.2008.00930.x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 8.华辰凤, 杨嵘, 刘羽欣, 等 促性腺激素释放激素在雌二醇诱导的大鼠青春期启动提前中的作用. 中国药理学与毒理学杂志. 2015;29(2):260–264. doi: 10.3867/j.issn.1000-3002.2015.02.012. [DOI] [Google Scholar]
- 9.NICKEL J C, TRUE L D, KRIEGER J N, et al Consensus development of a histopathological classification system for chronic prostatic inflammation. BJU Int. 2001;87(9):797–805. doi: 10.1046/j.1464-410x.2001.02193.x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 10.DHAVALE M, ABDELAAL M K, ALAM A B M N, et al. Androgen Receptor Signaling and the Emergence of Lethal Neuroendocrine Prostate Cancer With the Treatment-Induced Suppression of the Androgen Receptor: A Literature Review. Cureus, 2021, 13(2), e13402[2021-03-07]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33754118/. doi: 10.7759/cureus.13402.
- 11.SHI X Y, PENG Y F, DU X L, et al Estradiol promotes epithelial-to-mesenchymal transition in human benign prostatic epithelial cells. Prostate. 2017;77(14):1424–1437. doi: 10.1002/pros.23404. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 12.YANG X L, XUAN Q, MO L J, et al Differential expression of genes in co-cultured versus separately cultured fibroblasts and epithelial cells from human benign hyperplastic prostate tissues. Int J Mol Med. 2010;26(1):17–25. [PubMed] [Google Scholar]
- 13.PUHR M, DE M A, ISAACS W, et al Inflammation, microbiota, and prostate cancer. Eur Urol Focus. 2016;2:374–382. doi: 10.1016/j.euf.2016.08.010. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 14.PENNA G, FIBBI B, AMUCHASTEGUI S, et al Human benign prostatic hyperplasia stromal cells as inducers and targets of chronic immuno-mediated inflammation. J Immunol. 2009;182(7):4056–4064. doi: 10.4049/jimmunol.0801875. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 15.MENG Y, YU W, LIU Z H, et al The inflammation patterns of different inflammatory cells in histological structures of hyperplasic prostatic tissues. Transl Androl Urol. 2020;9:1639–1649. doi: 10.21037/tau-20-448. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 16.WANG X J, ZHUO J, LUO G H, et al Androgen deprivation accelerates the prostatic urethra wound healing after thulium laser resection of the prostate by promoting re-epithelialization and regulating the macrophage polarization. Prostate. 2017;77:708–717. doi: 10.1002/pros.23301. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 17.QIAN X Q, GU Z Q, GUAN W B, et al. Resveratrol could attenuate prostatic inflammation in rats with oestradiol-induced chronic prostatitis. Andrologia, 2021, 53(4), e14004[2021-03-07]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33550669/. doi: 10.1111/and.14004.
- 18.ALMEER R S, MUHAMMAD N A E, OTHMAN M S, et al The potential protective effect of orange peel and selenium against 17β-estradiol-induced chronic non-bacterial prostatitis in rats. Anticancer Agents Med Chem. 2020;20:1061–1071. doi: 10.2174/1871520620666200331102609. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]