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目的: 1.观察肺炎链球菌(streptococcus pneumoniae,SP)感染人肺泡Ⅱ型上皮细胞源肺腺癌细胞系A549条件下,细胞形态变化并检测细胞凋亡相关蛋白Bax/Bcl-2、caspase-3的表达。 2.研究抗菌肽(antimicrobial peptides AMPs,包括hBD2和LL37)对SP感染的肺上皮细胞A549的凋亡有无保护作用。 3.探讨人β防御素2(humanβdefensin2,hBD2)和LL37对受SP感染的A549细胞的凋亡有无协同保护作用。 方法: 奥普托欣(Optochin)试验观察菌株抑菌环直径。A549细胞培养传代后接种于6孔板或96孔板,RPMI1640培养液培养细胞(含10% FBS,1%100×青霉素-链霉素),待细胞生长至70%~80%融合时,SP感染细胞以建立感染模型,细菌感染前24h改用无双抗RPMI1640培养基培养细胞,感染前6h加入不同浓度的hBD2和LL37。实验分组:空白组(仅细胞),感染组(含细胞及SP),hBD210组即hBD2实验部分10ng/ml组(含细胞、SP及hBD2)、hBD220组即hBD2实验部分20ng/ml(含细胞、SP及hBD2)和hBD230组即hBD2实验部分30ng/ml(含细胞、SP及hBD2),LL371即LL37实验部分1ug/ml组(含细胞、细菌及LL37)、LL375即LL37实验部分5ug/ml组(含细胞、细菌及LL37)及LL3710即LL37实验部分10ug/ml组(含细胞、细菌及LL37),hBD230+ LL3710组(含细胞、细菌、hBD230ng/ml和LL3710ug/ml)。均设3次独立实验。 实验方法如下: 1.细胞活力检测 不同浓度的hBD2和LL37分别预处理A549细胞6h后,予SP以感染分数(multiplicity of infection,MOI)为20[1],感染A549细胞18h[1],CCK-8法检测细胞活力。 2.qRT-PCR检测A549细胞Bax/Bcl-2及caspase-3 RNA的表达 待细胞于6孔板内生长至70%~80%融合时,予不同浓度的hBD2和LL37预处理A549细胞6h,随后予SP感染18h(MOI:20),qRT-PCR检测A549细胞内Bax/Bcl-2及caspase-3RNA的表达。 3.Western Blot检测A549细胞Bax及caspase-3蛋白的表达 细胞于6孔板内生长至70%~80%融合时,予不同浓度的hBD2和LL37预处理A549细胞6h,随后予SP感染18h(MOI:20),Western Blot检测A549细胞内Bax及caspase-3蛋白的表达。 4.免疫细胞化学法检测A549细胞Bax/Bcl-2蛋白的表达。 细胞于6孔板内生长至70%~80%融合时,予不同浓度的hBD2和LL37预处理A549细胞6h,随后予SP感染18h(MOI:20),免疫细胞化学法检测A549细胞Bax/Bcl-2蛋白的表达。 结果: 1.奥普托欣试验 35℃培养箱孵育18-24h后,菌株抑菌环直径>14mm,菌落呈肚脐征,提示为SP。 2.A549细胞形态观察 未感染的A549细胞呈圆形、椭圆形、多角形或梭形等多种形态;SP感染的A549细胞呈圆形、椭圆形,体积缩小,两侧有突起,胞浆内可见空泡及多个颗粒等,核浆比例缩小;经hBD2和LL37预处理的细胞形态介于两者之间。 3.hBD2和LL37以浓度依赖性影响SP感染后A549细胞的活力 MOI为20,SP感染时间为18h,随hBD2及LL37浓度的增加,A549细胞活力增加。当hBD2浓度为30ng/ml,LL37浓度为10ug/ml时,细胞活力较感染组比较,显著增加,差异有统计学意义(分别为P<0.01,P<0.05)。 4.hBD2以浓度依赖性影响SP感染后A549细胞Bax/Bcl-2、caspase-3 RNA的表达。 qRT-PCR检测发现:MOI为20,SP感染时间为18h,随hBD2浓度的增加,A549细胞表达Bax及caspase-3 RNA减少,Bcl-2RNA增加。当hBD2浓度为30ng/ml时,变化较对照组显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。 5.hBD2和LL37对SP感染后A549细胞表达蛋白Bax及caspase-3影响 Western Blot检测经hBD2和LL37预处理的A549细胞,经SP感染后,细胞内表达蛋白Bax及caspase-3的变化,MOI为20,SP感染时间为18h时,随hBD2和LL37浓度的增加,A549表达Bax及caspase-3蛋白与感染组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。 6.hBD2和LL37对SP感染后A549细胞表达蛋白Bax/Bcl-2的影响 免疫细胞化学检测发现,经hBD2和LL37预处理的A549细胞,凋亡蛋白Bax随hBD2和LL37浓度的增加,逐渐下降,与感染组比较,差异有统计学意义。 结论: 1.hBD2通过抑制凋亡蛋白Bax和caspase3的表达,以浓度依赖性保护SP感染的A549细胞的凋亡。 2.LL37以浓度依赖性增加SP感染的A549细胞活力,对凋亡相关蛋白Bax/Bcl-2及caspase3无明显影响。 3.hBD2和LL37对SP感染的A549细胞的凋亡没有协同保护作用。