应激条件下GRP94调节猪肝脏细胞损伤的机理

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应激条件下葡萄糖调节蛋白94(Glucose-regulated protein94,GRP94)如何参与肝脏损伤的机制尚不清楚,本论文拟从以下五个方面进行研究:  试验一:持续高温应激下生长猪GRP94与IGF-1表达规律研究  试验选取27头体重相近(40.8±2.7kg)的大白阉公猪,随机分为3个组:适温对照组(Thermal neutral,TN)、高温应激组(Heat stress,HS)和采食量配对组(Pair-fed thermal neutral,PFTN),试验期21d。结果发现:与TN组比,HS组肝脏GRP94和胰岛素样生长因子(Insulin like growthfactorl,IGF-1)表达显著升高(P<0.05),血浆IGF-1∶IGFBP-3比值极显著升高(P<0.01)。持续高温下GRP94蛋白表达与IGF-1水平呈中等相关,相关系数为0.69。结果表明,HS诱发内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS),并使IGF-1升高,且IGF-1含量与GRP94表达呈中等相关。  试验二:猪肝脏永生化细胞内质网应激模型构建  试验分别采用浓度为1、2、5、10和15μg/mL的衣霉素(Tunicamycin,TM)处理猪肝星状细胞系(Hepatic stellate cell,HSC),培养2、4、8、16、24和36h。根据检测的细胞抑制率、细胞周期和ERS相关基因和蛋白表达,确定5μg/mL TM处理24h可成功构建细胞ERS模型。  试验三:内质网应激条件下GRP94低表达对猪肝细胞损伤、IGF-1表达及泛素化的影响  试验构建GRP94基因沉默慢病毒,用其转染猪HSC72h后,加入5μg/mL TM继续培养24h,收集细胞进行检测。结果发现,GRP94低表达在ERS下显著抑制p-IRE1蛋白表达(P<0.01)。GRP94低表达在ERS下促进HSC凋亡,显著降低HSC泛素蛋白及IGF-1表达(P<0.05)。试验表明,抑制GRP94表达导致细胞损伤,降低IGF-1表达。  试验四:仔猪内质网应激模型的构建及细胞损伤、泛素化检测  试验选取21头35日龄、体重9.34±0.3kg的杜长大仔公猪,随机分成三组,分别腹腔注射:①对照组(DMSO);②TM-低剂量(Low dosage,LD;0.1mg/kg);③TM-高剂量(High dosage,HD;0.3mg/kg)。48h后屠宰。结果发现:与对照组比,LD和HD组肝脏ERS相关蛋白和基因极显著升高(P<0.01),血浆炎症因子和补体因子均显著升高(P<0.05),对肝细胞凋亡率及凋亡相关基因蛋白表达未有显著性影响。此外,LD组肝脏泛素蛋白表达显著上调(P=0.04),泛素化相关基因表达也显著升高(P<0.05)。结果表明,两种剂量TM均可成功诱导仔猪肝脏ERS,且HD组ERS更为显著。  试验五:内质网应激下猪肝脏蛋白组学分析及GRP94与IGF-1关系探索  试验利用iTRAQ技术分析高剂量TM处理引起的ERS对仔猪肝脏差异表达蛋白的影响。试验共筛选出311个差异表达蛋白。通过生物信息学分析发现差异蛋白主要参与炎症反应和免疫系统调控,富集于代谢、内质网蛋白、补体凝血级联反应等信号通路。GRP94和IGF-1在ERS下表达均显著升高(P<0.05),通过String network分析发现GRP94通过PDIA3与IGF-1发生相互作用。  综上,体内外应激下,IGF-1随GRP94变化发生正向变化。
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