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目的:
1.通过盲肠结扎穿刺术(CecalLigationandPuncture,CLP)构建脓毒症小鼠模型,探究FGFR(FibroblastGrowthFactorReceptor,FGFR)抑制剂(AZD4547)是否能够提高脓毒症小鼠的生存率并减轻其全身炎症水平。
2.进一步研究AZD4547是否能够改善脓毒症肺损伤及减轻肺组织的炎症水平。
3.通过脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激巨噬细胞(RAW264.7)构建体外炎症模型,研究AZD4547是否能够抑制LPS刺激巨噬细胞所引起的炎症反应,并探索其中可能参与的信号通路机制。
方法:
一、动物实验
1.将8-10周雄性的C57BL/6小鼠随机分成三组:对照组(sham组)、脓毒症手术组(CLP组)、FGFR抑制剂治疗组(CLP+AZD4547组)。CLP组和CLP+AZD4547组小鼠行盲肠结扎穿刺手术,sham组小鼠仅行开关腹手术。其中CLP+AZD4547组小鼠于术前2h进行AZD4547腹腔注射(2.5mg/kg)。所有小鼠术后均给予皮下注射1ml37℃生理盐水促进复苏。
2.术后每隔6小时观察一次各组小鼠的生存情况并记录,直至96小时停止观察并绘制生存曲线。此外其它实验则在术后24小时,小鼠麻醉后摘除眼球取血,静置离心留取血清,并用酶联免疫吸附试验(Enzyme-linkedImmunosorbentAssay,ELISA)检测炎症相关指标;收集左侧肺组织分别用H&E染色及免疫组织荧光技术(Immunohistofluorescence,IHF)观察肺组织病理改变、巨噬细胞增殖活性及炎症介质的表达;收集右侧肺组织并采用免疫印迹技术(WesternBlot,WB)和荧光定量反转录多聚酶链式反应(QuantitativeReverseTranscriptionPolymeraseChainReaction,QRT-PCR)检测炎症相关蛋白水平和基因表达情况。
二、细胞实验
1.将巨噬细胞(RAW264.7)分为4组:对照组、单独FGFR抑制剂组、单独LPS组以及FGFR抑制剂治疗组。将单独LPS组及FGFR抑制剂治疗组细胞给予1μg/mlLPS处理。在LPS处理前2小时,将单独FGFR抑制剂组及FGFR抑制剂治疗组给予1μMAZD4547处理;对照组及单独LPS组给予等体积的DMSO处理。
2.LPS刺激6小时后,留取细胞培养上清,并提取各组巨噬细胞RNA和蛋白质,分别采用ELISA检测、WB技术和QRT-PCR技术观察炎症相关指标及信号通路指标的变化;LPS刺激24小时后,通过CCK-8实验检测AZD4547对巨噬细胞增殖情况的影响。
结果:
1.AZD4547可提高脓毒症小鼠的生存率。生存曲线提示sham组小鼠96小时生存率为100%,CLP组仅约为8.3%(1/12),而AZD4547治疗组脓毒症小鼠生存率约为66.7%(8/12),结果具有显著性差异。
2.小鼠血清ELISA结果显示:与sham组相比,CLP组小鼠血清中白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor-α,TNF-α)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)及CXC趋化因子配体10(C-X-Cmotifchemokine10,CXCL10)浓度明显升高,而AZD4547治疗组小鼠血清中上述指标的浓度均下降且具有统计学意义。
3.小鼠肺组织H&E(Hematoxylin-eosin)染色结果显示:sham组小鼠的肺组织未见异常(肺损伤病理评分为0分),而CLP组小鼠肺组织水肿明显并伴有淤血,可见大量炎症细胞浸润,肺泡结构破坏严重(肺损伤病理评分为7分),AZD4547治疗组小鼠肺损伤的情况较CLP组明显减轻(肺损伤病理评分为3分)。
4.小鼠肺组织QRT-PCR结果显示:与sham组小鼠相比,CLP组小鼠炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、基质金属蛋白酶-9(MatrixMetalolloproteinase-9,MMP-9)及趋化因子CXCL10在mRNA(messengerRNA)水平上的表达均升高;而AZD4547治疗组小鼠中上述指标均降低,且有显著性差异。
5.小鼠肺组织WB结果可见:相较于sham组,CLP组小鼠炎症指标如IL-1β、IL-6及MMP-9的表达均增加,而AZD4547治疗组小鼠的上述指标表达水平均降低,结果具有统计学意义。
6.免疫组织荧光技术检测小鼠肺组织中环氧酶2(Cyclooxygenase2,COX2)与MMP-9的表达情况,结果显示:CLP处理使小鼠肺组织中COX2及MMP-9的阳性点较sham组小鼠增多,荧光亮度有所增强;而AZD4547治疗组小鼠肺组织中COX2及MMP-9的阳性点有所减少并且荧光强度减弱。
7.通过免疫组织荧光技术检测巨噬细胞标志性蛋白F4/80及增殖相关指标Ki-67在肺组织中的表达,发现与sham组小鼠相比,CLP组小鼠肺组织中同时表达F4/80及Ki-67的细胞数目(即黄色荧光)增多,而AZD4547治疗组小鼠中同时表达F4/80及Ki-67的细胞数目(即黄色荧光)减少。
8.将不同浓度的AZD4547作用于LPS刺激的巨噬细胞,并用WB检测培养体系中IL-1β以及TNF-α的表达,结果提示随着A7浓度递增,其对炎症蛋白的表达抑制作用越强,因此选择1μM作为A7的理想药物浓度。
9.LPS刺激巨噬细胞6小时后收集各组细胞的培养上清,ELISA试验结果显示:较于对照组,LPS刺激组细胞培养上清中IL-1β、IL-6以及TNF-α的浓度升高,而AZD4547治疗组上述指标均有所下降且有显著性差异。
10.LPS刺激巨噬细胞6小时后提取各组细胞的RNA,结果发现炎症相关指标IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-9以及趋化因子CXCL10在mRNA水平有所升高,AZD4547治疗组上述指标均下降且具有显著性差异。
11.LPS刺激巨噬细胞6小时后提取各组细胞的总蛋白,WB结果显示:与对照组相比LPS刺激巨噬细胞后炎症因子IL-1β、TNF-α及MMP-9的表达升高,而AZD4547治疗组上述指标均有所下降。
12.CCK-8实验结果表明:LPS刺激后巨噬细胞的增殖活性较对照组有所升高,而AZD4547治疗组中巨噬细胞的增殖活性较LPS刺激组有所下降。
13.WB技术检测细胞中炎症相关信号通路指标:LPS刺激后巨噬细胞中NF-κB/MAPK/STAT3信号通路相关蛋白被激活,而AZD4547治疗组中相应磷酸化指标的表达有所下调。
结论:
1.FGFR抑制剂(AZD4547)能够改善脓毒症小鼠的生存率,并减轻全身及肺组织的炎症水平。
2.AZD4547能够调节巨噬细胞的增殖活性以及可能通过抑制NF-κB/MAPK/STAT3信号通路的激活改善巨噬细胞对LPS刺激的炎症反应。
1.通过盲肠结扎穿刺术(CecalLigationandPuncture,CLP)构建脓毒症小鼠模型,探究FGFR(FibroblastGrowthFactorReceptor,FGFR)抑制剂(AZD4547)是否能够提高脓毒症小鼠的生存率并减轻其全身炎症水平。
2.进一步研究AZD4547是否能够改善脓毒症肺损伤及减轻肺组织的炎症水平。
3.通过脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激巨噬细胞(RAW264.7)构建体外炎症模型,研究AZD4547是否能够抑制LPS刺激巨噬细胞所引起的炎症反应,并探索其中可能参与的信号通路机制。
方法:
一、动物实验
1.将8-10周雄性的C57BL/6小鼠随机分成三组:对照组(sham组)、脓毒症手术组(CLP组)、FGFR抑制剂治疗组(CLP+AZD4547组)。CLP组和CLP+AZD4547组小鼠行盲肠结扎穿刺手术,sham组小鼠仅行开关腹手术。其中CLP+AZD4547组小鼠于术前2h进行AZD4547腹腔注射(2.5mg/kg)。所有小鼠术后均给予皮下注射1ml37℃生理盐水促进复苏。
2.术后每隔6小时观察一次各组小鼠的生存情况并记录,直至96小时停止观察并绘制生存曲线。此外其它实验则在术后24小时,小鼠麻醉后摘除眼球取血,静置离心留取血清,并用酶联免疫吸附试验(Enzyme-linkedImmunosorbentAssay,ELISA)检测炎症相关指标;收集左侧肺组织分别用H&E染色及免疫组织荧光技术(Immunohistofluorescence,IHF)观察肺组织病理改变、巨噬细胞增殖活性及炎症介质的表达;收集右侧肺组织并采用免疫印迹技术(WesternBlot,WB)和荧光定量反转录多聚酶链式反应(QuantitativeReverseTranscriptionPolymeraseChainReaction,QRT-PCR)检测炎症相关蛋白水平和基因表达情况。
二、细胞实验
1.将巨噬细胞(RAW264.7)分为4组:对照组、单独FGFR抑制剂组、单独LPS组以及FGFR抑制剂治疗组。将单独LPS组及FGFR抑制剂治疗组细胞给予1μg/mlLPS处理。在LPS处理前2小时,将单独FGFR抑制剂组及FGFR抑制剂治疗组给予1μMAZD4547处理;对照组及单独LPS组给予等体积的DMSO处理。
2.LPS刺激6小时后,留取细胞培养上清,并提取各组巨噬细胞RNA和蛋白质,分别采用ELISA检测、WB技术和QRT-PCR技术观察炎症相关指标及信号通路指标的变化;LPS刺激24小时后,通过CCK-8实验检测AZD4547对巨噬细胞增殖情况的影响。
结果:
1.AZD4547可提高脓毒症小鼠的生存率。生存曲线提示sham组小鼠96小时生存率为100%,CLP组仅约为8.3%(1/12),而AZD4547治疗组脓毒症小鼠生存率约为66.7%(8/12),结果具有显著性差异。
2.小鼠血清ELISA结果显示:与sham组相比,CLP组小鼠血清中白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor-α,TNF-α)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)及CXC趋化因子配体10(C-X-Cmotifchemokine10,CXCL10)浓度明显升高,而AZD4547治疗组小鼠血清中上述指标的浓度均下降且具有统计学意义。
3.小鼠肺组织H&E(Hematoxylin-eosin)染色结果显示:sham组小鼠的肺组织未见异常(肺损伤病理评分为0分),而CLP组小鼠肺组织水肿明显并伴有淤血,可见大量炎症细胞浸润,肺泡结构破坏严重(肺损伤病理评分为7分),AZD4547治疗组小鼠肺损伤的情况较CLP组明显减轻(肺损伤病理评分为3分)。
4.小鼠肺组织QRT-PCR结果显示:与sham组小鼠相比,CLP组小鼠炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、基质金属蛋白酶-9(MatrixMetalolloproteinase-9,MMP-9)及趋化因子CXCL10在mRNA(messengerRNA)水平上的表达均升高;而AZD4547治疗组小鼠中上述指标均降低,且有显著性差异。
5.小鼠肺组织WB结果可见:相较于sham组,CLP组小鼠炎症指标如IL-1β、IL-6及MMP-9的表达均增加,而AZD4547治疗组小鼠的上述指标表达水平均降低,结果具有统计学意义。
6.免疫组织荧光技术检测小鼠肺组织中环氧酶2(Cyclooxygenase2,COX2)与MMP-9的表达情况,结果显示:CLP处理使小鼠肺组织中COX2及MMP-9的阳性点较sham组小鼠增多,荧光亮度有所增强;而AZD4547治疗组小鼠肺组织中COX2及MMP-9的阳性点有所减少并且荧光强度减弱。
7.通过免疫组织荧光技术检测巨噬细胞标志性蛋白F4/80及增殖相关指标Ki-67在肺组织中的表达,发现与sham组小鼠相比,CLP组小鼠肺组织中同时表达F4/80及Ki-67的细胞数目(即黄色荧光)增多,而AZD4547治疗组小鼠中同时表达F4/80及Ki-67的细胞数目(即黄色荧光)减少。
8.将不同浓度的AZD4547作用于LPS刺激的巨噬细胞,并用WB检测培养体系中IL-1β以及TNF-α的表达,结果提示随着A7浓度递增,其对炎症蛋白的表达抑制作用越强,因此选择1μM作为A7的理想药物浓度。
9.LPS刺激巨噬细胞6小时后收集各组细胞的培养上清,ELISA试验结果显示:较于对照组,LPS刺激组细胞培养上清中IL-1β、IL-6以及TNF-α的浓度升高,而AZD4547治疗组上述指标均有所下降且有显著性差异。
10.LPS刺激巨噬细胞6小时后提取各组细胞的RNA,结果发现炎症相关指标IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-9以及趋化因子CXCL10在mRNA水平有所升高,AZD4547治疗组上述指标均下降且具有显著性差异。
11.LPS刺激巨噬细胞6小时后提取各组细胞的总蛋白,WB结果显示:与对照组相比LPS刺激巨噬细胞后炎症因子IL-1β、TNF-α及MMP-9的表达升高,而AZD4547治疗组上述指标均有所下降。
12.CCK-8实验结果表明:LPS刺激后巨噬细胞的增殖活性较对照组有所升高,而AZD4547治疗组中巨噬细胞的增殖活性较LPS刺激组有所下降。
13.WB技术检测细胞中炎症相关信号通路指标:LPS刺激后巨噬细胞中NF-κB/MAPK/STAT3信号通路相关蛋白被激活,而AZD4547治疗组中相应磷酸化指标的表达有所下调。
结论:
1.FGFR抑制剂(AZD4547)能够改善脓毒症小鼠的生存率,并减轻全身及肺组织的炎症水平。
2.AZD4547能够调节巨噬细胞的增殖活性以及可能通过抑制NF-κB/MAPK/STAT3信号通路的激活改善巨噬细胞对LPS刺激的炎症反应。