高氧诱导新生鼠肺上皮细胞DNA损伤及其修复基因OGG1的研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:freecase
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:   支气管肺发育不良(BPD)是胎龄小于28周的早产儿最常见和严重的并发症,特别好发于极低出生体重儿。相关报道显示极低出生体重儿(出生体重<1,500 g)BPD发病率高达43%,大约50%的BPD患儿在儿童早期会因为呼吸窘迫再次入院,特别是发生呼吸道合胞体病毒感染时。BPD患儿常伴有长期的呼吸系统和神经系统发育不良性疾病,可持续致青少年期甚至成年期,严重影响早产儿生存质量,大大的增加了医疗负担。   临床研究已证实多种危险因素均可导致早产儿BPD的发生,包括高氧症、机械通气性肺损伤和出生前感染。这些因素以积累和协作的方式引起肺部炎症反应和肺损伤,从而导致肺泡及肺血管发育障碍。目前为止,BPD的发生机制仍不清楚。但大量研究证实,氧化应激在BPD的发生、发展中起到关键性作用。我们先前的研究已证实在高氧致新生鼠BPD的发生过程中存在氧化应激性肺损伤,其它研究也有相关报道。   ROS攻击DNA可造成多种类型的氧化性DNA损伤,从而危害细胞正常的活力和生理功能,甚至导致癌症的发生。目前认为,氧化性DNA损伤主要由碱基切除修复(BER)途径修复。在哺乳动物细胞,8-羟基鸟嘌呤 DNA转葡糖基酶1(OGG1)在碱基切除修复途径中发挥重要作用。研究发现,肺动脉内皮细胞过表达OGG1可以减轻黄嘌呤氧化酶诱导的线粒体DNA损伤和细胞凋亡。另有研究显示,转染siRNA到肺动脉内皮细胞致OGG1活性表达显著降低,可使黄嘌呤氧化酶诱导的线粒体DNA损伤修复延迟,同时增加细胞凋亡。   研究已发现,OGG1在对抗氧化性DNA损伤中起到重要作用。然而,高氧致新生鼠BPD的发生过程中是否存在肺上皮的DNA损伤,以及该损伤是否与OGG1基因有关?相关研究少有报道。本研究就以上问题展开探索,从而阐明DNA损伤与BPD的关系,试图为BPD的防治寻找新的思路和途径。   材料与方法:   一、实验模型与分组   1、动物模型及分组   健康成年Wistar大鼠(250 g),雌雄交配(4∶1),雌鼠孕21-23d自然分娩的新生鼠160只,生后12h内(0d)随机分成实验组(高氧组,FiO2=0.9)和对照组(空气组,FiO2=0.21),每组均为80只,雌雄不限。   实验组(高氧组)将新生Wistar大鼠(连同母鼠)生后置于氧箱(有机玻璃箱)中,持续输入氧气,氧浓度维持为90%,用测氧仪持续监测(美国OM-25ME),CO2浓度<0.5%(钠石灰吸收CO2),温度25~27℃,湿度60%~70%(变色硅胶吸收水蒸气),每24h定时开箱20 min,添加水、饲料及清理氧箱,并与空气组交换母鼠以避免因氧中毒而致代母鼠喂养能力下降。对照组(空气组)置于正常空气环境中,氧浓度为21%,饲养条件及实验控制因素同实验组。   二、标本采集及处理   每组分别于实验后1,2,3,5,7d随机抽取16只,10%水合氯醛(0.3ml/100 g)腹腔注射麻醉,腹主动脉放血后,分离肺组织,左肺至于4%多聚甲醛中固定,其中8只用于冰冻切片制备(免疫荧光检测肺上皮OGG1蛋白),另8只用于石蜡切片制备(观察肺组织形态学改变),右肺立即置于液氮中,后于-80℃冻存,用于基因及蛋白等检测。   三、AECⅡ细胞的分离、纯化、培养及鉴定   新生Wistar大鼠经10%水合氯醛(0.3ml/100 g)腹腔麻醉处死,无菌条件下取肺组织,分别采用胰酶和胶原酶消化、分离AECⅡ细胞,分离纯化后的AECⅡ细胞于DMEM培养基中培养,经倒置显微镜、透射电子显微镜及SP-C免疫荧光共聚焦显微镜鉴定后用于实验。   四、实验方法及检测指标   1、原代培养新生鼠AECⅡ细胞鉴定:(1)倒置显微镜;(2)透射电子显微镜;(3) SP-C免疫荧光共聚焦显微镜。   2、HE染色法观察新生鼠肺组织形态学改变。   3、竞争ELISA测定新生鼠肺组织和AECⅡ细胞中8-OHdG含量。   4、彗星实验检测新生鼠AECⅡ细胞中DNA丝条断裂。   5、免疫荧光检测新生鼠肺组织中OGG1蛋白表达及定位。   6、Western blot检测新生鼠肺组织和AECⅡ细胞中OGG1蛋白表达。   7、real-time PCR检测新生鼠肺组织和AECⅡ细胞中OGG1 mRNA表达。   五、统计学分析   应用SPSS17.0软件进行统计学分析。组内及组间数据分析采用单因素方差分析(ANOVA)和Bonferroni,显著性检验水平为0.05。   实验结果:   一、原代培养新生鼠AECⅡ细胞鉴定   1、倒置显微镜鉴定   呈岛状贴壁生长,细胞圆形、立方形或多边形,胞浆内有反差明显的颗粒。   2、透射电子显微镜鉴定   胞质内可见AECⅡ细胞特异性结构板层小体,细胞表面有短小微绒毛。   3、SP-C免疫荧光共聚焦显微镜鉴定   表面活性蛋白C(SP-C)特异表达于AECⅡ细胞,可见红色荧光定位于胞浆。   二、HE染色观察新生鼠肺组织形态学   空气组:Ⅰd至7d,肺泡结构逐渐规则,肺泡腔大小逐渐均匀,肺泡间隔逐渐变薄。高氧组:1d,与空气1d无明显差别;3d,肺泡间隔变厚,肺间质可见少量中性粒细胞和巨噬细胞浸润;5d,肺泡间隔进一步变厚,肺间质中性粒细胞和巨噬细胞浸润增加,且肺泡腔内可见少量中性粒细胞和巨噬细胞浸润;7d,肺泡上皮结构破坏增加,肺间质和肺泡腔大量炎性细胞浸润,肺泡腔可见纤维蛋白沉淀。   三、新生鼠肺组织及AECⅡ细胞中8-OHdG含量   1、竞争ELISA测定肺组织中8-OHdG含量   与空气组相比:高氧1d,8-OHdG含量无明显差别(p>0.05);高氧2,3,5,7d,8-OHdG含量显著增加(高氧2d,p<0.05;高氧3,5,7d,p<0.01)。总的来说,8-OHdG含量随高氧暴露时间延长而逐渐增加。   2、竞争ELISA测定AECⅡ细胞中8-OHdG含量   与空气组相比:高氧12,24,48,72h,8-OHdG含量显著增加(高氧12,24,48,72h,P<0.01)。总的来说,8-OHdG含量随高氧暴露时间延长而逐渐增加。   四、高氧暴露诱导新生鼠AECⅡ细胞DNA丝条断裂   利用碱性彗星实验检测AECⅡ细胞DNA丝条断裂情况。空气对照组48h,只有极少量的DNA发生迁移;高氧48h,可见DNA从细胞核显著迁移,形成“彗星尾”;彗星尾长和Olive尾矩是国际公认的评估DNA丝条断裂的指标。与空气组相比,高氧暴露组各时间点的尾长(12h,p<0.05;24,48,72h,p<0.01)和Olive尾矩(12,24,48,72h,p<0.01)均显著增加,且随高氧暴露时间延长而逐渐增加。   五、新生鼠肺组织及AECⅡ细胞中OGG1蛋白表达及定位   1、免疫荧光检测肺组织OGG1蛋白表达及定位   空气组1d及3d和高氧组1d,OGG1蛋白主要定位细胞质,且OGG1蛋白表达无明显差异;高氧3d,5d和7d,细胞核和细胞质中OGG1蛋白荧光信号均显著增加,且细胞质增加更明显。高氧3,5d,OGG1蛋白表达最高;高氧7d,OGG1蛋白表达较高氧5d减少,但较高氧1d增多。   2、Western blot检测肺组织OGG1蛋白表达   在肺组织中,我们检测到分子量大约在47 kDa的优势条带。与空气组相比,高氧1d,OGG1蛋白表达无明显改变(p>0.05);高氧2,3,5,7d,OGG1蛋白表达显著增加(2,3,5d,p<0.01;7d,p>0.05)。总的来说,肺组织OGG1蛋白表达于高氧2d开始升高,高氧3d和5d达高峰,高氧7d开始下降。   3、Western blot检测AECⅡ细胞OGG1蛋白表达   在AECⅡ细胞中,我们检测到分子量大约在47 kDa的优势条带。与空气组相比,高氧12,24,48h,OGG1蛋白表达显著增加(12h,p<0.05;24,48h,p<0.01);高氧72h,OGG1蛋白表达无明显改变(p>0.05)。总的来说,AECⅡ细胞OGG1蛋白表达于高氧12h开始升高,高氧24h达高峰,高氧48h开始下降,高氧72h进一步下降。   六、新生鼠肺组织及AECⅡ细胞OGG1 mRNA表达   利用实时荧光定量PCR检测肺组织及AECⅡ细胞中OGG1 mRNA相对表达量。肺组织(p>0.05)和AECⅡ细胞(p>0.05) OGG1 mRNA表达在高氧组和空气组各时间点均无明显差异。   结论:   本研究分别通过体内和体外的高氧暴露实验,证实了在BPD发生早期肺上皮细胞存在氧化性DNA损伤,且随高氧暴露时间的延长而逐渐增加。此外,DNA损伤修复基因OGG1表达上调可能在此过程中发挥重要作用。
其他文献
目的:   据WHO统计在世界范围内肺癌已成为发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,每年约有100万人死于肺癌,严重威胁人类的心身健康与生命。肺癌发病是一个多因素、多步骤的过程
《住宅小区景观设计》是高职高专环境艺术设计专业学生的必修课程,是一门综合性强、涉及面广、实践性很强的专业主干课程。本文从教学内容、教学方法、教学实践等方面进行了
目的:结直肠癌是世界范围内常见的恶性肿瘤之一。我国的结直肠癌发病率和死亡率在不断上升。由于结直肠癌通常起病隐匿,主要就诊症状如便血、大便习惯改变等多与某些良性疾病相
在现代主义理论进入末途,代之而起后现代文化的今天,马克思主义依然是研究西方资本主义社会问题最有生命力的理论模式,后现代社会也不例外.詹明信强调,依据马克思主义的理论,
当今生态危机,就其性质而言,是一场“自然”的缺失与危机.正因为这样,在当今生态境遇下,庄子的“自然”理论,对当代的危机的解决具有重要的借鉴作用.