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脓毒症(sepsis)3.0定义目前认为脓毒症是由感染所引起的组织损伤,是重症监护室(intensive care unit,ICU)的主要致死因素,但目前临床上并没有有效可行的治疗方案。脓毒症发病首先激活机体的天然免疫系统,而巨噬细胞作为固有免疫系统的重要细胞之一,可以直接吞噬致病微生物促进机体免疫应答过程和抗原呈递功能。早期对于脓毒症的治疗主要针对促炎阶段,但是临床实验发现抗炎疗法未达到预期治疗效果。临床上,具有免疫调节功能的细胞因子和细胞表面共抑制分子均可增加脓毒症患者的适应性免疫系统功能及恢复免疫能力,有望成为脓毒症治疗的新策略。因此,寻找脓毒症调控的新靶点有助于脓毒症发生发展机制的深层研究,为脓毒症的临床治疗提出新的治疗方案及理论。 Swiprosin-1蛋白又称为EF hand domain containing protein D2(EFhd2)蛋白,首次在人的CD8+T淋巴细胞中发现并定义,随后在B细胞、髓系细胞及淋巴细胞等各种免疫细胞中均发现表达,此外在人的骨髓/免疫系统、胃肠道系统及脑中存在高表达。人类肥大细胞系HMC-1细胞过表达swiprosin-1后可显著增加PMA引起的细胞因子(IL-3,IL-8)释放,然而部分敲除swiprosin-1可显著抑制PMA引起的IL-3和IL-8 mRNA的表达,此外在被动性皮肤过敏和过敏性皮炎的样品中均发现swiprosin-1表达增加。这些结果提示我们swiprosin-1可能参与机体的免疫应答反应。我们前期研究发现swiprosin-1在巨噬细胞中高表达,且LPS刺激可引起swiprosin-1表达增加,因此我们猜想swiprosin-1是否参与巨噬细胞的免疫应答反应进而调控脓毒症的发生发展。本课题通过体内和体外实验,探讨swiprosin-1在脓毒症巨噬细胞应答中的调控作用及分子机制,为临床治疗提供新的可行性思路。 目的: 本课题的目的是确定swiprosin-1是否是脓毒症巨噬细胞应答的潜在调节者,进而为脓毒症治疗寻找新的靶点及策略。 方法: 分别采用LPS和盲肠结扎穿刺(cecum ligation puncture,CLP)诱导脓毒症模型后,Elisa检测血清及细胞上清液中细胞因子的水平,HE染色检测组织的损伤程度,免疫荧光检测组织中巨噬细胞的募集,自动生化仪检测检测血浆中肌酐和尿素氮的变化,RT-PCR检测基因mRNA转录水平的变化,Western Blot检测蛋白表达的变化,菌培养检测菌清除能力的改变。 结果: 1.Swiprosin-1对脓毒症调控作用 Swiprosin-1对脓毒症的调控研究主要采用swiprosin-1敲除鼠和野生鼠,发现swiprosin-1敲除增加LPS及CLP诱导的脓毒症小鼠死亡率,且伴有促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α和抗炎因子IL-10均降低的现象。Swiprosin-1敲除增加LPS及CLP引发的肺和肾组织损伤,肺组织wet/dry比值及血浆BUN和Cr水平增加。此外,swiprosin-1敲除还可抑制肺和肾组织中巨噬细胞的募集,以及降低腹腔灌洗液和脾中F4/80+CD11b+巨噬细胞的比例,导致脓毒症小鼠局部组织如 BALF和肾组织匀浆中IL-1β、IL-6、TNF-α的水平降低。Swiprosin-1敲除可增加脓毒症小鼠全血及腹腔灌洗液中菌负载及降低全血中白细胞、淋巴细胞、中性粒细胞数目及单核细胞百分比,导致机体免疫功能受损,菌清除减弱,组织损伤加重,死亡率增加。 2.Swiprosin-1对脓毒症调控机制 我们采用swiprosin-1敲除和野生鼠来源的巨噬细胞及RAW264.7细胞进行机制研究,发现LPS处理可增加swiprosin-1蛋白及mRNA表达,且具有时间依赖性。随后发现swiprosin-1敲除可以降低巨噬细胞中IL-1β、IL-6、TNF-αmRNA及蛋白水平,swiprosin-1敲除巨噬细胞中IL-10表达的减少再次说明swiprosin-1本身可能参与到炎症因子的释放,而这种调节作用可能与swiprosin-1调控巨噬细胞迁移有关。接着检测了主要的炎症信号通路,发现Swiprosin-1敲除对NF-κB(IκBα,IKKα/β,p65)和MAPKs(p38,JNK,ERK)通路的激活无影响,但可抑制JAK-STAT(JAK2,STAT1,STAT3)通路的激活。为了进一步验证swiprosin-1的作用,我们构建swiprosin-1过表达RAW264.7细胞,发现swiprosin-1过表达可以促进炎症因子的释放及JAK-STAT通路的激活。由于IFN-γ是JAK-STAT通路的重要激活因子之一,于是我们检测了swiprosin-1对IFN-γ的影响,发现swiprosin-1敲除降低IFN-γ的表达。为了验证IFN-γ的作用,原代巨噬细胞体外补充IFN-γ,发现IFN-γ处理可部分恢复swiprosin-1敲除巨噬细胞炎症因子的分泌及JAK-STAT通路的激活,这表明swiprosin-1调控脓毒症应答与IFN-γ相关。因为IFN-γ通过IFN-γR激活JAK-STAT通路,于是我们检测了swiprosin-1对IFN-γR的影响,发现swiprosin-1敲除减弱巨噬细胞IFN-γR的表达。说明swiprosin-1通过IFN-γ-JAK-STAT通路发挥调控作用。单核细胞HLA-DR降低是免疫抑制的重要指标,于是我们检测了swiprosin-1对HLA-DR表达的影响,发现swiprosin-1敲除减弱巨噬细胞HLA-DR表达,且损害巨噬细胞的吞噬和杀菌能力,而swiprosin-1敲除巨噬细胞给予IFN-γ处理可增强其吞噬和杀菌能力。 结论: 1.Swiprosin-1敲除增加脓毒症小鼠的死亡率,但是降低炎症细胞因子的释放。 2.Swiprosin-1敲除脓毒症小鼠呈现免疫抑制,菌清除减少,组织损伤增加。 3.Swiprosin-1通过JAK-STAT通路发挥调控作用。