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【研究背景和意义】血浆高分子量激肽原(high molecular weight kininogen,HK)是血浆激肽释放酶-激肽系统(Plasma kallikrein-kinin system, KKS)的主要成分之一。临床研究表明,败血症患者中KKS被活化,而且HK被裂解,说明HK参与败血症的发病过程。但是,迄今对于HK在内毒素血症发病中的作用完全不清楚。本研究使用遗传学方法,对HK在内毒素血症中的作用进行了系列研究。【研究目的】认识HK在内毒素血症中的致病作用及其对天然免疫的调控机制。【研究方法】Kng1-/-小鼠和其同窝对照野生型小鼠腹腔内注射内毒素(lipopolysaccharide,LPS),观察小鼠的生存率;应用ELISA检测血浆中缓激肽(BK)和炎症因子的含量;应用实时PCR检测白细胞和单核细胞炎症因子mRNA水平;制作主要器官的组织切片和扫描电镜,观察组织的病理改变;检测支气管肺泡灌洗液中炎性指标变化。【研究结果】(1)应用Western和RT-PCR发现Kng1-/-小鼠血浆中HK蛋白和肝脏中HK mRNA表达均缺陷。Kng1-/-小鼠血浆活化部分凝血激酶时间与野生型小鼠相比显著延长(56.81±5.428v.s.33.64±2.288seconds, p=0.0004)。(2) Kng1-/-小鼠和野生型小鼠腹腔内注射LPS(50mg/kg)48小时后,Kng1-/-小鼠的存活率比野生型小鼠明显提高(100%v.s.10%, p<0.001),提示Kng1基因的缺陷对LPS导致的死亡具有保护作用。(3)野生型小鼠在注射LPS3小时后,小鼠血浆中缓激肽含量比0小时明显增高(7896±41.65v.s.4476±15.14pg/mL, p=0.0026),提示LPS在体内可以导致KKS系统的活化,裂解HK产生缓激肽。(4)在LPS注射4小时后,Kng1-/-小鼠血浆中炎症因子的水平比野生型小鼠显著降低(TNF-α:213.4±100.7v.s.760.3±185.8pg/mL,p=0.0322;IL-1β:138.9±27.19v.s519.3±93.9pg/mL, p=0.0092;IL-6:429.4±51.11v.s722.1±96.49pg/mL, p=0.0231)。(5)使用流式细胞仪分选出CD90, B220, CD49b, NK1.1, Ly-6G阴性表达和CD11b阳性表达的单核细胞,实时PCR检测单核细胞炎症因子mRNA水平。与野生型小鼠相比,Kng1-/-小鼠单核细胞炎症因子mRNA水平显著降低(IL-1β:0.622±0.077v.s.2.674±0.174, p=0.0095;IL-6:0.454±0.048v.s.3.255±1.028,p=0.0004)。(6)通过HE染色,电镜观察和检测支气管肺泡灌洗液评价小鼠急性肺损伤程度。从HE染色和电镜中可以看出,野生型小鼠的肺组织间质增生明显,纤维细胞增多,炎性细胞浸润明显,血管扩张,提示出现典型的肺组织急性损伤,而Kng1-/-小鼠上述肺组织病理表现明显改善。与野生型小鼠相比,Kng1-/-小鼠支气管肺泡灌洗液中蛋白含量(0.0436±0.01341v.s.0.1062±0.0093ug/ul, p=0.0188)和总细胞数(0.7667×104±881v.s.1.6×104±2640个,p=0.0404)明显降低,肺组织髓过氧化物酶活性也明显降低(680.5±116.2v.s.1791±327.3ng/mL, p=0.0127)。上述观察提示Kng1基因的缺陷缓解内毒素导致的急性肺损伤。(7)通过HE染色观察小鼠的肝和肾发现,野生型小鼠的肝和肾都出现不同程度的损伤,而Kng1-/-小鼠的肝和肾组织损伤明显改善,说明Kng1基因的缺陷可以缓解内毒素导致的肝肾组织损伤。【结论】本研究说明HK是导致内毒素血症发病的一种关键炎症介质。