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神经炎症是神经退行性疾病重要的病理特征,主要涉及中枢神经系统(central nervous system,CNS)胶质细胞激活后炎症因子的释放,引发炎症级联放大效应。目前关于神经炎症的研究主要集中在小胶质细胞,而星形胶质细胞(astrocyte,AS)作为CNS中主要的免疫细胞,与脑中其他组织细胞紧密接触,在神经免疫系统中处于关键地位。多项研究显示盐酸右美托咪定(dexmedetomidine,DEX)降低内毒素血症模型、缺血再灌注损伤等的前炎症细胞因子(如IL-6、TGF-β等)的水平,且与α7烟碱型乙酰胆碱受体(alpha7nicotinic acetylcholine receptor,α7nAChR)激活密切相关。但是DEX对星形胶质细胞神经炎症模型晚期炎症因子高迁移率族蛋白1(high mobility group box1,HMGB1)的表达是否有影响尚未可知。 目的: 观察DEX预处理对脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激后AS细胞HMGB1表达的影响,并初步探讨该影响与α7nAChR的关系。 方法: 1.SD大鼠大脑皮层AS的分离、培养、纯化和鉴定。 (1)AS的分离和培养。取SPF(specific pathogen free)级、出生24h内的Sprague-Dawley(SD)大鼠,在无菌条件下获取大脑皮层组织。解剖显微镜下完整剥离脑膜和血管。采用0.25%胰蛋白酶-0.02%EDTA溶液37℃消化15min后获得单细胞,重悬于完全培养基(DMEM(Dulbeccos modified Eagles medium)+10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)),于细胞培养箱(37℃、5%CO2、90%相对湿度)进行培养,每隔2~3天换液(具体换液时间由细胞生长速度决定)。细胞长满瓶底90%左右时采用胰酶消化法消化传代。 (2)AS的纯化。获得的单细胞悬液差速贴壁30min以除去成纤维细胞;每代细胞融合度达到90%左右时使用气浴恒温摇床震荡法(37℃、170rpm过夜)去除小胶质细胞和少突胶质细胞。 (3)AS纯度鉴定。对第二代细胞采用针对AS的特异性标志物胶质纤维酸性蛋白(Glial Fibrillary Acidic Protein,GFAP)进行免疫组织化学荧光染色,用以鉴定AS的纯度。 2.DEX预处理对AS HMGB1基因和蛋白表达的影响。 将AS随机分为空白对照组、LPS组、DEX预处理组、α-银环蛇神经毒素(α-bungarotoxin,α-BGT,是α7nAChR特异性阻断剂)组和α-BGT预处理组。LPS组细胞使用LPS(终浓度为1μg/mL)孵育12h;DEX预处理组细胞加入DEX注射液(终浓度为1μmol/L)孵育30min后,使用移液器吸弃培养基,PBS洗涤两次后,加入新鲜完全培养基,再加入LPS(终浓度为1μg/mL)作用12h;α-BGT组预先向培养体系中加入α-BGT(终浓度10nmol/L),30min后加入LPS(终浓度为1μmol/L)孵育12h;α-BGT预处理组的AS用α-BGT(终浓度10nmol/L)孵育30min,加入1μmol/L DEX孵育30min,细胞换液后用1μg/mL的LPS孵育12h。采用甲基噻唑基四唑(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)比色法检测LPS和(或)DEX对细胞活力的影响;荧光定量PCR(real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)技术检测细胞HMGB1在mRNA水平上的表达情况,蛋白质免疫印迹(Western Blot,WB)检测各组细胞HMGB1蛋白的表达。 结果: 1.大鼠皮层AS的纯度鉴定结果。免疫荧光化学染色结果表明第二代AS纯度达到95%以上。 2.DEX预处理对LPS激活后AS细胞HMGB1基因和蛋白表达的影响。 (1)MTT法检测细胞的相对活力。结果显示,暴露于DEX(1μmol/L)和不同浓度LPS(0.1、1、10μg/mL)24h,MTT比色法测定结果显示1μmol/L的DEX和各浓度LPS对AS活力没有影响(P>0.05)。 (2)RT-PCR结果显示:1μg/mL和10μg/mL的LPS处理6h,都能够诱导AS分泌HMGB1。使用1μg/mL LPS孵育AS,发现细胞分泌水平在12h达到峰值。与空白对照组相比较,使用1μg/mL LPS刺激后,细胞hmgb1mRNA表达水平显著升高(P<0.05);与LPS组比较,DEX预处理30min后hmgb1mRNA的表达明显降低(P<0.05);加入10nmol/L(终浓度)α-BGT后30min再用DEX预处理,结果显示与DEX预处理组相比,α-BGT预处理组hmgb1mRNA明显上调(P<0.05);α-BGT预处理组与LPS组相比,hmgb1mRNA表达水平无显著差异(P>0.05)。 (3)Western Blot检测结果示:与正常对照组相比,LPS组HMGB1蛋白表达水平明显增高(P<0.05);相较于LPS组,DEX预处理组细胞HMGB1蛋白表达水平显著降低(P<0.05);α-BGT预处理组HMGB1蛋白相较于DEX预处理组升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论: DEX预处理通过激活α7nAChR抑制星形胶质细胞神经炎症模型HMGB1表达是其抗炎作用机制之一。