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第一部分脓毒症免疫抑制期小鼠脏器变化与TREX1的表达
目的:本研究旨在探讨脓毒症免疫抑制期小鼠不同脏器变化,以及TREX1在小鼠脓毒症免疫抑制期可能存在的作用及相关机制。
方法:本实验采用雄性8-10周C57BL/6J小鼠,以中重度盲肠结扎穿孔(cecal ligation and puncture,CLP)与LPS构建的脓毒症小鼠模型作为研究对象。CLP模型在小鼠麻醉后,腹部正中切口,充分暴露盲肠,在距回盲瓣1/3处,4-0丝线结扎盲肠,并确保结扎完全;20G穿刺针在结扎远端穿孔2次,挤出少量粪便以保证穿孔的通畅。另一组小鼠腹腔注射10mg/KgLPS以构建LPS脓毒症模型。将所有小鼠分为四个组别:①Sham组:小鼠仅暴露盲肠,无结扎穿孔;②LPS组:腹腔注射10mg/KgLPS24h;③CLP组:建立盲肠结扎穿孔脓毒症动物模型8d;④CLP+LPS(即“二次”打击)组:盲肠结扎穿孔术后7d,存活小鼠经腹腔注射10mg/KgLPS进行“二次”打击并观察24h;取Sham组、LPS组、CLP组以及“二次”打击小鼠的肺、肝和肾组织,HE染色观察脏器的损伤情况;将四组小鼠脾脏制备成脾细胞悬液,WesternBlot检测脾脏中TREX1、STING及TBK1蛋白的变化情况。
结果:相比于假手术组,10mg/kgLPS诱导24h的脓毒症小鼠肺部仅出现轻度肺泡壁增厚,CLP8d的小鼠出现肺泡壁增厚、充血等改变,LPS“二次”打击的CLP小鼠肺部情况明显加重,出现明显肺泡壁增厚、出血、肺泡塌陷破坏;小鼠肝脏随着脓毒症加重,肝小叶结构被逐渐破坏,“二次”打击小鼠肝细胞出现炎性细胞浸润和坏死;相比LPS单纯刺激组,CLP组小鼠肾脏上皮细胞紊乱,间质水肿加重,“二次”打击小鼠肾小管空泡变性、肾小球呈严重固缩样改变;“二次”打击小鼠脏器变化符合脓毒症免疫抑制期的变化特征。WesternBlot结果表明,CLP8d小鼠脾脏TREX1相比于Sham组表达增加(P<0.05);LPS“二次”打击CLP术后的小鼠脾脏,相比于Sham组,TREX1表达更加显著(P<0.01)。相比于LPS24h的小鼠,CLP8d以及“二次”打击小鼠脾脏内STING表达明显减少(P<0.05)。相比于LPS24h的小鼠,CLP8d以及“二次”打击组的小鼠脾脏内TBK1表达明显减少(P<0.01)。
结论:在脓毒症发生发展过程中,小鼠肺、肝、肾出现明显损伤;TREX1在脓毒症小鼠脾脏中,从脓毒症早期到免疫抑制期表达逐渐增加,而STING、TBK1则相比脓毒症早期,在脓毒症免疫抑制期表达下调。这可能是TREX1导致脓毒症免疫抑制的分子机制。
第二部分脓毒症免疫抑制期巨噬细胞中DNA损伤对TREX1的影响
目的:探讨DNA损伤及相关细胞因子分泌与TREX1的关系,以及TREX1在巨噬细胞脓毒症免疫抑制期的变化。
方法:本实验以鼠单核/巨噬细胞Raw264.7为主要研究对象,随机将细胞分为:①Ctrl组;②LPS4h组;③LPS15h组;④LPS15+4h(即“二次”打击)组;其中Ctrl组用DMEM培养基处理21h;LPS4h组先用DMEM培养基预处理Raw264.7细胞17h,再用1μg/mLLPS刺激Raw264.7细胞4h;LPS15h组先用10ng/mLLPS刺激Raw264.7细胞15h,再用DMEM培养基处理Raw264.7细胞6h;LPS15+4h组在10ng/mLLPS刺激Raw264.7细胞15h以诱导巨噬细胞耐受或“麻痹”后,DMEM培养基清洗2h,再用LPS1μg/mLLPS刺激4h进行“二次”打击;ELISA检测脓毒症不同时期的Raw264.7细胞上清液中炎症因子TNF-α与负向调控细胞因子IL-10的表达量;免疫荧光染色观察DNA损伤标记物γH2A.X与TREX1表达关系,WesternBlot检测各组Raw264.7细胞中TREX1、STING、TBK1的表达。
结果:ELISA结果表明,与Ctrl组相比,LPS4h与LPS15h组Raw264.7细胞上清液中TNF-α分泌显著增加(P<0.01);而LPS15h+4h组(即“二次”打击组)相对于LPS15h组,TNF-α表达则明显下降(P<0.01)。相比于Ctrl组,Raw264.7细胞LPS4h组与LPS15h组上清液中IL-10分泌减少(P<0.01);LPS15+4h组(即“二次”打击组)的Raw264.7细胞相比LPS15h组IL-10表达明显增加(P<0.01)。免疫荧光结果显示,LPS15h以及LPS“二次”打击组细胞中TREX1荧光强度相比于Ctrl组以及LPS4h组有明显增加,同时DNA损伤标记物γH2A.X也随着LPS诱导时间增长而荧光强度增强。WesternBlot结果显示,相比Ctrl组,巨噬细胞TREX1随着LPS刺激时间增长而表达逐渐增多(P<0.01);LPS15h组Raw264.7细胞相比LPS4h组STING表达明显减少(P<0.01);相比LPS4h组,LPS15+4h组(即“二次”打击组)的Raw264.7细胞STING表达减少(P<0.05)。LPS15h和LPS15+4h组(即“二次”打击组)的Raw264.7细胞相比LPS4h组TBK1表达减少(P<0.05)。
结论:在Raw264.7巨噬细胞中,TNF-α在脓毒症早期表达增多,免疫抑制期表达减少;IL-10在脓毒症早期表达减少,而免疫抑制期则表达增加。DNA损伤与TREX1表达在脓毒症免疫抑制期有明显增加。在Raw264.7巨噬细胞中,TREX1随着脓毒症进展,表达逐渐增加;而相比脓毒症早期,STING和TBK1在脓毒症免疫抑制期表达减少,TREX1在脓毒症免疫抑制发生发展过程中扮演了重要角色。
目的:本研究旨在探讨脓毒症免疫抑制期小鼠不同脏器变化,以及TREX1在小鼠脓毒症免疫抑制期可能存在的作用及相关机制。
方法:本实验采用雄性8-10周C57BL/6J小鼠,以中重度盲肠结扎穿孔(cecal ligation and puncture,CLP)与LPS构建的脓毒症小鼠模型作为研究对象。CLP模型在小鼠麻醉后,腹部正中切口,充分暴露盲肠,在距回盲瓣1/3处,4-0丝线结扎盲肠,并确保结扎完全;20G穿刺针在结扎远端穿孔2次,挤出少量粪便以保证穿孔的通畅。另一组小鼠腹腔注射10mg/KgLPS以构建LPS脓毒症模型。将所有小鼠分为四个组别:①Sham组:小鼠仅暴露盲肠,无结扎穿孔;②LPS组:腹腔注射10mg/KgLPS24h;③CLP组:建立盲肠结扎穿孔脓毒症动物模型8d;④CLP+LPS(即“二次”打击)组:盲肠结扎穿孔术后7d,存活小鼠经腹腔注射10mg/KgLPS进行“二次”打击并观察24h;取Sham组、LPS组、CLP组以及“二次”打击小鼠的肺、肝和肾组织,HE染色观察脏器的损伤情况;将四组小鼠脾脏制备成脾细胞悬液,WesternBlot检测脾脏中TREX1、STING及TBK1蛋白的变化情况。
结果:相比于假手术组,10mg/kgLPS诱导24h的脓毒症小鼠肺部仅出现轻度肺泡壁增厚,CLP8d的小鼠出现肺泡壁增厚、充血等改变,LPS“二次”打击的CLP小鼠肺部情况明显加重,出现明显肺泡壁增厚、出血、肺泡塌陷破坏;小鼠肝脏随着脓毒症加重,肝小叶结构被逐渐破坏,“二次”打击小鼠肝细胞出现炎性细胞浸润和坏死;相比LPS单纯刺激组,CLP组小鼠肾脏上皮细胞紊乱,间质水肿加重,“二次”打击小鼠肾小管空泡变性、肾小球呈严重固缩样改变;“二次”打击小鼠脏器变化符合脓毒症免疫抑制期的变化特征。WesternBlot结果表明,CLP8d小鼠脾脏TREX1相比于Sham组表达增加(P<0.05);LPS“二次”打击CLP术后的小鼠脾脏,相比于Sham组,TREX1表达更加显著(P<0.01)。相比于LPS24h的小鼠,CLP8d以及“二次”打击小鼠脾脏内STING表达明显减少(P<0.05)。相比于LPS24h的小鼠,CLP8d以及“二次”打击组的小鼠脾脏内TBK1表达明显减少(P<0.01)。
结论:在脓毒症发生发展过程中,小鼠肺、肝、肾出现明显损伤;TREX1在脓毒症小鼠脾脏中,从脓毒症早期到免疫抑制期表达逐渐增加,而STING、TBK1则相比脓毒症早期,在脓毒症免疫抑制期表达下调。这可能是TREX1导致脓毒症免疫抑制的分子机制。
第二部分脓毒症免疫抑制期巨噬细胞中DNA损伤对TREX1的影响
目的:探讨DNA损伤及相关细胞因子分泌与TREX1的关系,以及TREX1在巨噬细胞脓毒症免疫抑制期的变化。
方法:本实验以鼠单核/巨噬细胞Raw264.7为主要研究对象,随机将细胞分为:①Ctrl组;②LPS4h组;③LPS15h组;④LPS15+4h(即“二次”打击)组;其中Ctrl组用DMEM培养基处理21h;LPS4h组先用DMEM培养基预处理Raw264.7细胞17h,再用1μg/mLLPS刺激Raw264.7细胞4h;LPS15h组先用10ng/mLLPS刺激Raw264.7细胞15h,再用DMEM培养基处理Raw264.7细胞6h;LPS15+4h组在10ng/mLLPS刺激Raw264.7细胞15h以诱导巨噬细胞耐受或“麻痹”后,DMEM培养基清洗2h,再用LPS1μg/mLLPS刺激4h进行“二次”打击;ELISA检测脓毒症不同时期的Raw264.7细胞上清液中炎症因子TNF-α与负向调控细胞因子IL-10的表达量;免疫荧光染色观察DNA损伤标记物γH2A.X与TREX1表达关系,WesternBlot检测各组Raw264.7细胞中TREX1、STING、TBK1的表达。
结果:ELISA结果表明,与Ctrl组相比,LPS4h与LPS15h组Raw264.7细胞上清液中TNF-α分泌显著增加(P<0.01);而LPS15h+4h组(即“二次”打击组)相对于LPS15h组,TNF-α表达则明显下降(P<0.01)。相比于Ctrl组,Raw264.7细胞LPS4h组与LPS15h组上清液中IL-10分泌减少(P<0.01);LPS15+4h组(即“二次”打击组)的Raw264.7细胞相比LPS15h组IL-10表达明显增加(P<0.01)。免疫荧光结果显示,LPS15h以及LPS“二次”打击组细胞中TREX1荧光强度相比于Ctrl组以及LPS4h组有明显增加,同时DNA损伤标记物γH2A.X也随着LPS诱导时间增长而荧光强度增强。WesternBlot结果显示,相比Ctrl组,巨噬细胞TREX1随着LPS刺激时间增长而表达逐渐增多(P<0.01);LPS15h组Raw264.7细胞相比LPS4h组STING表达明显减少(P<0.01);相比LPS4h组,LPS15+4h组(即“二次”打击组)的Raw264.7细胞STING表达减少(P<0.05)。LPS15h和LPS15+4h组(即“二次”打击组)的Raw264.7细胞相比LPS4h组TBK1表达减少(P<0.05)。
结论:在Raw264.7巨噬细胞中,TNF-α在脓毒症早期表达增多,免疫抑制期表达减少;IL-10在脓毒症早期表达减少,而免疫抑制期则表达增加。DNA损伤与TREX1表达在脓毒症免疫抑制期有明显增加。在Raw264.7巨噬细胞中,TREX1随着脓毒症进展,表达逐渐增加;而相比脓毒症早期,STING和TBK1在脓毒症免疫抑制期表达减少,TREX1在脓毒症免疫抑制发生发展过程中扮演了重要角色。