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研究背景及总体思路脓毒症时,肺脏是最易受损伤的重要脏器之一,急性肺损伤(ALI)出现早,发生率高,一直是脓毒症研究的热点之一。内毒素(lipopolysaccharide,LPS)导致的肺微血管内皮细胞(pulmonary micro-vascular endothelial cells,PMVECs)损伤,可引起肺血屏障功能障碍。脓毒症时,内毒素导致的急性肺损伤,其发生发展中关键细胞之一是肺微血管内皮细胞。因此,保护脓毒症损伤的PMVECs具有重要的临床价值。在脓毒症相关性急性肺损伤研究中,不少学者重视细胞内源性保护机制,关注热点之一就是热休克蛋白(Heat shock proteins,HSPs)。HSPs是细胞在应激状态下产生增多的一类保护性蛋白质。而其中热休克蛋白A12B(Heat shock proteinA12B,HSPA12B)是新近发现的一种热休克蛋白,是HSP70家族中的远亲,大量存在于动脉粥样硬化斑块中,与血管生成保护相关。研究表明,HSPA12B在斑马鱼生长过程中和离体细胞血管形成中占有重要的作用。但脓毒症时内毒素对肺组织的PMVECs中HSPA12B表达变化产生何种影响?HSPA12B表达变化对PMVECs具有何种作用?其产生作用的可能机制怎样?尚有待进一步研究。本研究通过在体的盲肠结扎穿孔(CLP)小鼠模型和LPS刺激小鼠肺微血管内皮细胞的离体实验,检测脓毒症时HSPA12B在各时间点的表达水平;用小干扰RNAs(siRNAs)下调mPMVECs中HSPA12B的表达后,观察mPMVECs迁移和凋亡的变化,以及检测LPS刺激mPMVECs产生的炎症因子,研究HSPA12B对LPS处理的PMVECs的作用,并探讨其与MAPK信号通路中p38的关系。第一部分脓毒症时内毒素对鼠肺组织中HSPA12B表达的影响目的探讨HSPA12B在盲肠结扎穿孔(CLP)小鼠模型的肺组织中和LPS刺激的mPMVECs中的表达及其规律。方法1.构建鼠CLP模型,分别在0h、3h、6h、9h、12h、18h、24h断头取肺。应用RT-PCR法检测肺组织中HSPA12B mRNA的水平,探讨脓毒症时肺组织中HSPA12B表达变化。2.培养mPMVECs,倒置显微镜下观察各时间点内皮细胞形态,用终浓度为1μg/ml的LPS刺激mPMVECs,分别于0h、3h、6h、9h、12h、18h、24h收集细胞,应用RT-PCR法检测HSPA12B mRNA的水平,探讨LPS刺激的mPMVECs中HSPA12B表达变化。结果1. CLP模型3h、6h、9h、12h肺组织中HSPA12B表达逐步升高,12h达峰值,后又逐渐下降。2. LPS刺激mPMVECs,HSPA12B表达也呈现逐步升高,后又下降。结论脓毒症时内毒素对鼠肺组织和mPMVECs中HSPA12B表达具有一定影响,HSPA12B表达先升高后下降。第二部分用siRNA干扰法下调原代mPMVECs上HSPA12B的表达目的用siRNA干扰法下调原代mPMVECs上HSPA12B的表达并验证之。方法分别将siRNA和空白对照的siRNA通过脂质体Lippo2000TM转入mPMVECs内,实验分为两部分:1.通过转入带荧光的siRNA观察细胞的转染效率;2.用RT-PCR及Western Blot法检测HSPA12B的表达水平,验证siRNA的干扰效果。结果1.通过荧光显微镜观察到mPMVECs均有绿色荧光蛋白表达,说明siRNA转入到细胞内。2. RT-PCR和Western Blot检测到mPMVECs中HSPA12B表达下调。结论成功构建HSPA12B表达下调的mPMVECs。第三部分HSPA12B表达下调后LPS对mPMVECs的迁移功能、炎症反应以及凋亡的影响目的探讨HSPA12B对LPS刺激的mPMVECs迁移功能、炎症反应和凋亡情况的影响。方法根据以下情况将mPMVECs分为四组:①空白组、②LPS刺激组、③LPS+HSPA12B siRNA组、④LPS+空白siRNA组,分别置于37oC5%CO2潮湿孵箱内培养,用LPS与细胞共培养24h,取出细胞后用RT-PCR检测IL-6、IL-1β、IL-10和TNF-α mRNA表达情况,使用划痕实验和transwell小室检测细胞迁移情况,用流式细胞仪检测细胞凋亡情况,用透射电子显微镜观察细胞超微结构变化。结果RT-PCR检测结果表明:mPMVECs经LPS刺激24h后,与平行对照组(LPS+空白siRNA组)相比,HSPA12B表达下调组IL-6和TNF-α mRNA表达水平显著上升,而IL-10则表达下降,且均有统计学意义(P <0.05)。迁移实验表明:与平行对照组对比,HSPA12B表达下调组的mPMVECs的迁移功能明显减弱;凋亡实验表明:与平行对照组相比,HSPA12B表达下调组LPS刺激后mPMVECs凋亡明显增多;透射电子显微镜结果显示:与平行对照组相比,HSPA12B表达下调组细胞超微结构破坏加重。结论LPS刺激的HSPA12B表达下调的mPMVECs迁移功能减弱、炎症反应增强、凋亡明显。说明HSPA12B可能对内毒素刺激的小鼠肺微血管内皮细胞具有一定的保护作用。第四部分HSPA12B对LPS诱导的mPMVECs中MAPK信号通路中p38的作用目的研究HSPA12B对LPS诱导的mPMVECs中MAPK信号通路中p38的作用,初步探讨HSPA12B保护鼠肺微血管内皮细胞的可能机制。方法实验先分两组:转染空白siRNA组和转染HSPA12B siRNA组,观察LPS刺激24小时后,内皮细胞上磷酸化p38(p-p38)、总p38(total p38)和β-actin蛋白表达水平;用Western blot法检测p38表达变化情况。再将实验分成4组①LPS组、②LPS+siRNA组、③LPS+siRNA+p38MAPK抑制剂(SB203580)组和④LPS+siRNA+等剂量SB203580溶剂DMSO组,观察mPMVECs迁移功能、凋亡和炎症因子表达情况。最后LPS刺激mPMVECs24h后,用免疫荧光双标和免疫共沉淀方法观察HSPA12B和p38MAPK蛋白间的相互作用。结果Western blot分析法检测各组p-p38、total p38和β-actin,发现HSPA12B干扰组p-p38显著增强,p-p38和total p38灰度值之比明显增大,且有统计学意义(P <0.05)。SB203580可明显逆转HSPA12B表达下调所致的mPMVECs迁移功能抑制、凋亡增加和炎症因子基因表达改变。免疫荧光双标和免疫共沉淀实验证实HSPA12B与p38MAPK信号通路中p38蛋白相互作用。结论HSPA12B表达下调的mPMVECs中p38磷酸化显著增强,而LPS刺激的HSPA12B表达下调的mPMVECs迁移功能减弱、炎症反应增强、凋亡明显,且SB203580可逆转这些变化,免疫荧光双标和免疫共沉淀实验进一步说明HSPA12B可能通过降低p38磷酸化水平来抑制LPS对内皮细胞的损伤,从而对LPS诱导的内皮细胞发挥保护作用。