鲨肝醇改善BPD新生鼠肺组织病理及机制

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目的:  支气管肺发育不良(Bronchopulmonary Dysplasia,BPD)是一种常见于早产儿的慢性肺部疾病,是导致新生儿残疾及死亡的主要原因之一。由于BPD的病因及发病机制尚不完全明确,预防及治疗BPD的措施仍然缺乏,因此,明确发病机制并采取相应对策在今后BPD防治中具有重要意义。  通过孕鼠羊膜腔注射脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)可使新生鼠肺组织病理表现与BPD类似:次级突起及肺泡数目减少、肺泡体积增大及结构简单化等肺泡化阻滞的现象,其肺组织中白介素(interleukin,IL)-1β等促炎因子的过度表达。而IL-1β主要由激活的单核/巨噬细胞所分泌产生,作为炎症反应的起始因子,在引发炎症瀑布样反应过程中发挥着重要作用。烷基甘油(Alkylglycerol,AKGs)中的主要成分鲨肝醇(Batyl alcohol,BAT)能对巨噬细胞功能产生影响,具有显著的免疫调节作用。在本研究中,我们尝试在羊膜腔注射LPS的BPD动物模型中采用BAT干预,观察BAT对LPS诱导的肺泡化阻滞是否有改善作用,并进一步研究可能涉及的机制。  方法:  第一部分:随机选取孕16.5天(足月为22天)的SD大鼠分为Saline组、LPS+Saline组和LPS+BAT组:Saline组为通过孕鼠羊膜腔注射生理盐水5μl;LPS+Saline组向每个胚胎羊膜腔注射LPS(0.2μg/μl)溶液(溶于5μl生理盐水);LPS+BAT组为通过孕鼠羊膜腔注射LPS(1μg/μl)溶液1μl和BAT(0.1μg/μl)溶液4μl,共5μl。待3组孕鼠自然分娩后,LPS+BAT组新生鼠每天腹腔注射BAT溶液(0.1μg/20μl/g体重),其他两组新生鼠每天腹腔注射生理盐水(20μl/g体重)至生后7天,分别取出生第1、3、7天新生鼠,麻醉后取左中下肺,固定于4%多聚甲醛中24小时。左中下肺制成苏木精-伊红(HE)染色病理切片后进行形态学病理分析,摘除右肺,-80℃环境保存。第二部分:采用Real-time PCR和ELISA检测Saline组、LPS+Saline组和LPS+BAT组新生鼠出生第1、3、7天时右肺组织中炎症因子IL-1βmRNA水平及蛋白量。第三部分:选择4周龄雄性SD大鼠,取骨髓巨噬细胞原代培养,实验组加LPS干预,对照组加等量PBS。应用Illumina Hiseq2500 V4测序平台进行测序深度为6G的全转录组测序,筛选出与炎症因子IL-1β表达相关的具体基因,比较其在两组中的基因表达量即RPKM值。  结果:  1.出生第1、3、7天新生鼠肺组织切片经HE染色后光学显微镜观察发现:与LPS+Saline组相比,LPS+BAT组肺泡数量增多,平均内衬间隔减小,出生第1、3天肺部次级突起数量增多,P值均<0.05。  2.出生第1、3、7天新生鼠肺组织检测IL-1βmRNA及蛋白发现:与LPS+Saline组相比,LPS+BAT组新生鼠肺组织IL-1βmRNA表达及蛋白表达量均显著减少。  3.在LPS干预下,巨噬细胞中共有9种和IL-1β有关的基因表达量即RPKM值出现了明显差异,其中Gbp5、Ccl3、Nod2、Ccr5、Mefv、Casp4、Ifnar1基因表达明显上调,而Lgals9、Gstp1基因表达明显下调,Ccl3、Nod2、Ccr5、Casp4、Ifnar1、Lgals9为正向调节IL-1β产生,Mefv、Gstp1为负向调节IL-1β产生。  结论:  BAT可通过下调IL-1β的表达来抑制炎症反应,进而改善LPS诱导的BPD新生鼠肺组织病理;全转录组测序揭示了LPS可以通过多种路径调控巨噬细胞中IL-1β的分泌表达,为后期更深入的研究BAT抑制IL-1β的机制提供方向。
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