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目的:利福平作为抗结核药会引起不同程度的肝脏损伤,但具体机制尚未明确,因此本次研究的主要目的是:(1)建立利福平诱导小鼠肝脏损伤的模型,研究观察HMGB1与ERS的联系;(2)建立动物实验和/或细胞模型,观察HMGB1-RAGE和HMGB1-TLR4信号通路在利福平导致的ERS中的作用,并探讨HMGB1/ERS信号通路在利福平导致的肝损伤模型中的可能机制。方法:(1)将32只C57BL/6小鼠于SPF级环境下适应性饲养,再随机分为4组,即正常组、模型组、HMGB1抗体干预组、Ig G抗体干预组,每组8只。模型组、HMGB1抗体干预组、Ig G抗体干预组小鼠每天给予利福平200 mg/(kg·d)灌胃,正常组给予等量溶剂灌胃。在造模开始后的第1、3、5天分别给HMGB1抗体干预组和Ig G抗体干预组腹腔注射HMGB1多克隆抗体5mg/Kg和射兔抗鼠Ig G 5mg/Kg,正常组和模型组给予等量溶剂腹腔注射。造模后7天麻醉小鼠,取血、取肝。检测小鼠血清TBA、ALT、TBIL、DBIL、ALP,观察小鼠肝脏病理学变化,蛋白免疫印迹(WB)法检测肝组织HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达情况。(2)将16只SPF级TLR4基因敲除C57BL/6小鼠随机分成两组,即TLR4ko组和TLR ko+RFP组,每组8只,再将16只同批次的C57BL/6小鼠随机分成两组,即正常组和RFP组,每组8只。TLR4ko+RFP组和RFP组的小鼠每天给予利福平200 mg/(kg·d)灌胃,正常组和TLR4ko组的小鼠给予等量溶剂灌胃。造模七天后麻醉小鼠,取血取肝。检测小鼠血清TBA、ALT、TBIL、DBIL、ALP,观察小鼠肝脏病理学变化,蛋白免疫印迹(WB)法检测肝组织HMGB1、TLR4、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达情况。(3)将HepG2细胞用L-DMEM(10%PBS)培养液、37℃、5%CO2饱和湿度下培养。待细胞生长到培养瓶底80%左右时进行传代,转入6孔板,并分成正常组、模型组、TLR4受体阻断组和RAGE受体阻断组。模型组、TLR4受体阻断组和RAGE受体阻断组给予200μM利福平处理48h,正常组给予等量溶剂处理。TLR4受体阻断组在利福平处理前给予TLR4受体阻断剂1μM TAK242处理12h,RAGE受体阻断组在用RAGE单克隆阻断剂预处理1h,冷PBS漂洗3次后裂解细胞。仪器检测各组细胞钙离子浓度,Western blot分析各组细胞的HMGB1、TLR4、RAGE、GRP78 CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达情况。结果:(1)与正常组比较,模型组和Ig G抗体干预组的血清TBA、ALT、TBIL、DBIL、ALP明显升高(P<0.05);光镜下可见肝细胞脂肪变性、空泡样变性明显,有较大面积的炎症浸润和炎症灶,局部有核溶解和核固缩;肝组织的HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达增加(P<0.05)。与模型组比较,HMGB1抗体干预组的血清TBA、ALT、TBIL、DBIL、ALP降低(P<0.05);光镜下肝脏病理学变化明显改善;肝组织的HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达减少(P<0.05);与Ig G抗体干预组比较,HMGB1抗体干预组的比较结果与模型组比较结果类似,均有明显好转(P<0.05)。与Ig G抗体干预组比较,模型组没有明显差异(P>0.05)。(2)与正常组和TLR4ko组比较,RFP组和TLR4ko+RFP组的血清TBA、ALT、TBIL、DBIL、ALP明显升高(P<0.05);部分肝细胞空泡样变性和脂肪样变性明显,局部有炎症浸润、核溶解和核固缩;HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达增加(P<0.05)。与RFP组比较,TLR4ko+RFP组的血清TBA、ALT、TBIL、DBIL、ALP升高(P<0.05),肝脏细胞病理改变加重;HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达增加(P<0.05)。与正常组比较,TLR4ko组的血清指标没有明显改变(P>0.05)肝细胞病理未见异常;HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达没有显著差异(P>0.05)。(3)与正常组比较,模型组、TLR4受体阻断组和RAGE受体阻断组的细胞内钙离子浓度有明显提高(P<0.05);HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达明显增加(P<0.05)。与模型组比较,TLR4受体阻断组的细胞内钙离子浓度没有明显差异(P>0.05);HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达增加(P<0.05)。与模型组比较,RAGE受体阻断组的细胞内钙离子浓度降低(P<0.05);HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达明显减(P<0.05)。与TLR4受体阻断组比较,RAGE受体阻断组的细胞内钙离子浓度降低(P<0.05);HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达减少(P<0.05)。结论:(1)利福平诱导的小鼠肝脏损伤存在HMGB1表达和内质网应激的增强。阻断HMGB1的表达可以明显减轻内质网应激的表达强度,改善肝功能,减轻肝损伤,提示在利福平诱导的肝脏损伤中HMGB1与ERS中存在内在联系,具体机制有待进一步实验。(2)TLR4基因敲除可以显著加重利福平诱导的小鼠肝损伤,上调肝内HMGB1、内质网应激相关蛋白和和NF-κB p65的表达。阻断TLR4受体可以增加HepG2细胞内HMGB1、内质网应激相关蛋白和NF-κB p65蛋白的表达。提示TLR4在利福平致肝损伤中可能具有保护作用,其机制可能是TLR4基因敲除或阻断TRL4可导致内质网应激、NF-k B和HMGB1的表达上调有关。(3)利福平可以诱导HepG2细胞损伤,增加HepG2细胞内Ca2+浓度、HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白表达。阻断TLR4受体、RAGE受体可以分别增加或减少HepG2细胞内Ca2+浓度、HMGB1、GRP78、CHOP、IRE1α和NF-κB p65蛋白的表达。提示RAGE/ERS/NF-κB p65信号通路参与了利福平诱导的HepG2细胞损伤过程,细胞内Ca2+在其中起着重要作用。