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背景和目的:继发性脑损伤(secondary brain injury,SBI)是增加原发性脑外伤死亡率、残废率和影响预后的关键因素。SBI的具体机制仍不十分清楚,既往研究主要涉及如下几类:1、自由基损伤;2、神经元的钙代谢异常;3、神经递质学说;4、凝血机制异常;5、能量代谢异常;6、脑内炎症损伤等。炎症反应是机体最常见的病理生理过程之一,是机体清除有害物质、病原微生物的手段和自身防御机制,但炎症反应过度又可成为损伤机体组织的重要原因。级联性炎症反应诱发的瀑布性损伤机制尤为重要,是导致脑细胞变性、坏死的主要原因。由于炎症级联反应瀑布一旦形成往往很难逆转,因此在炎症启动早期干预极为重要。白细胞介素-1受体相关激酶(Interleukin-1 receptor associated kinase,IRAK)是近年发现的炎症早期信号传导的关键因子,研究IRAK家族在SBI发展中的作用有重要意义。小胶质细胞是脑内参与炎症反应的主要细胞,激活后可释放多种炎症因子,与继发性脑损伤及其它多种中枢神经系统疾病关系密切。目前,关于小胶质细胞与炎症因子如IL-1β、TNF-α等关系的研究较多;而小胶质细胞内IRAK家族存在及其意义的研究极少。本研究旨在通过观察正常及缺氧条件下体外培养的小鼠小胶质细胞内IRAK-1、IRAK-4以及炎症因子TNF-α的表达变化,探讨它们之间的相关性,以期了解中枢神经系统缺血缺氧条件下,IRAK家族在小胶质细胞介导炎症反应中的作用机制和意义。方法:分组采用小鼠小胶质细胞株N9细胞在常氧条件和3%O2缺氧条件下分别培养1h、3h、6h、12h、24h,用半定量RT-PCR、Western Blot检测IRAK-1,IRAK-4的mRNA和蛋白表达,用EILSA方法检测培养液中TNF-α含量,并分别与常氧下培养的细胞做比较。激光共聚焦显微镜观察IRAK-4在细胞内的表达变化。结果:(1)正常培养的小胶质细胞内存在炎症反应启动过程中起重要作用的TLR/IL-1R信号传导系统的关键因子IRAK-1和IRAK-4;(2)小胶质细胞置于缺氧环境后,6h以内随着缺氧时间的延长,IRAK-1和IRAK-4 mRNA和蛋白的表达与常氧组比较逐渐增加,缺氧3h IRAK-1和IRAK-4的mRNA和蛋白表达明显增高(P<0.01),6h达到峰值(P<0.01),缺氧12h仍维持在较高水平(P<0.01),24h则接近正常水平;(3)激光共聚焦显微镜显示:常氧下IRAK-4主要表达在细胞质,随着缺氧时间延长,IRAK-4的荧光表达强度逐渐加强,细胞膜周围的荧光亮度也增强,24小时荧光表达强度下降;(4)细胞培养液TNF-α含量同常氧组比较在缺氧6h以内也随着缺氧时间的延长而逐渐增加,3h增加明显(P<0.01),6h达到高峰(P<0.01),缺氧12h仍维持在较高水平(P<0.01),24h则下降接近正常水平;(5) IRAK-1和IRAK-4在缺氧条件下的蛋白表达量的变化与培养液上清TNF-α浓度变化呈显著正相关(r值分别为0.867和0.863,P<0.05)。结论:1.本实验初步验证了体外培养的小鼠小胶质细胞N9内存在IRAK家族信号传导系统的关键因子IRAK-1和IRAK-4;2.体外培养的小鼠小胶质细胞N9在缺氧早期IRAK-1、IRAK-4 mRNA和蛋白的表达增加;3.体外培养的小鼠小胶质细胞N9在缺氧一定时间内IRAK-1、IRAK-4蛋白和培养液上清TNF-α浓度的表达呈正相关。