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目的:
探讨乌司他丁对脓毒症诱导血管内皮细胞损伤的作用及其机制。
方法:
体外培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC),将HUVEC接种于transwell培养板上层小室,建立完整的内皮细胞单层模型。随机分成正常血清组、PBS组、脓毒症组、人重组基质金属蛋白酶-9(MMP9)组、脓毒症+乌司他丁(UTI)组、MMP9+UTI组共六组。正常血清组、PBS组、脓毒症组是在transwell上层小室内分别加入正常血清、PBS液、脓毒症血清,最终浓度均为10%,MMP9组transwell上层小室内加入等体积的MMP9稀释液,使其最终浓度1ug/ml,脓毒症+UTI组、UMP9+UTI组分别加入脓毒症血清、MMP9稀释液(剂量同脓毒症组和MMP9组),补充DMEM培养液培养24小时后,弃掉培养液,于上层小室内加入乌司他丁,使其最终浓度1000u/ml,其他四组加入等体积PBS液,然后进行如下操作:1、各组上层小室内加入异硫氰酸荧光素(FITC)标记的葡聚糖(40KD),浓度为10ug/ml,补充培养液继续培养24小时后,从上、下室抽取培养液应用荧光光谱仪检测FITC的荧光发射强度,通透性以下室荧光强度/(上室荧光强度×面积×时间)×100%表示,观察乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞通透性的影响;2、补充培养液继续培养24小时后,采用酶联免疫吸附法(ELISA)法检测各组transwell上下层小室内培养液中可溶性血管钙黏蛋白(VE-cadherin)浓度,观察乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞可溶性VE-cadherin浓度的影响;3、补充培养液继续培养24小时后,采用免疫印迹法(Westernblot)和免疫荧光法检测VF-cadherin、claudin-5和ZO-1蛋白含量,分析乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞连接蛋白VE-cadherin、claudin-5和ZO-1表达的影响。
结果:
1、检测乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞通透性的影响:正常血清组血管内皮细胞通透性为1.00±0.16(%.cm-2.h-1);脓毒症组血管内皮通透性为1.78±0.13(%.cm-2.h-1),显著高于正常血清组(P<0.001);脓毒症+UTI组血管内皮细胞通透性为1.23±0.28(%.cm-2.h-1),显著低于脓毒症组(P<0.001)。PBS组血管内皮细胞通透性为0.94±0.57(%.cm-2.h-1);MMP9组血管内皮细胞通透性为3.35±0.56(%.cm-2.h-1),明显高于PBS组(P<0.001);MMP9+UTI组血管内皮细胞通透性为1.80±0.34(%.cm-2.h-1),显著低于MMP9组(P<0.001)。
2、检测乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞可溶性VE-cadherin浓度的影响:(1)正常血清组transwell培养板上层小室可溶性VE-cadherin浓度3.84±0.31ng/ml,正常血清组下层小室可溶性VE-cadherin浓度3.08±1.48ng/ml;(2)脓毒症组上层小室可溶性VE-cadherin浓度5.03±0.40ng/ml,明显高于正常血清组(P<0.001),脓毒症组下层小室可溶性VE-cadherin浓度4.82±1.05ng/ml,明显高于正常血清组(P=0.001);(3)脓毒症+UTI组上层小室可溶性VE-cadherin浓度4.44±0.44ng/ml,明显低于脓毒症组(p=0.001),脓毒症+UTI组下层小室可溶性VE-cadherin浓度3.78±0.91ng/ml,明显低于脓毒症组(p=0.036);(4)PBS组上层小室可溶性VE-cadherin浓度3.83±0.42ng/ml,PBS组下层小室可溶性VE-cadherin浓度3.24±1.24ng/ml;(5)MMP9组上层小室可溶性VE-cadherin浓度5.02±0.40ng/ml,明显高于PBS组(p<0.001),MMP9组下层小室可溶性VE-cadherin浓度4.92±1.05ng/ml,明显高于PBS组(p=0.001);(6)MMP9+UTI组上层小室可溶性VE-cadherin浓度4.41±0.37ng/ml,明显低于MMP9组(P=0.001),MMP9+UTI组下层小室可溶性VE-cadherin浓度3.85±1.04ng/ml,明显低于MMP9组(P=0.033)。
3、通过Westernblot法观察乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞连接蛋白VE-cadherin、claudin-5和ZO-1表达的影响:与正常血清和PBS对照组相比,脓毒症组、MMP9组VE-cadherin、claudin-5和ZO-1蛋白表达量明显减少,脓毒症+UTI组、MMP9+UTI组VE-cadherin、claudin-5和ZO-1的表达量比脓毒症组、MMP9组明显增加。
4、通过免疫荧光法观察乌司他丁对脓毒症血管内皮细胞连接蛋白VE-cadherin、claudin-5和ZO-1表达的影响:正常血清组及PBS组VE-cadherin、claudin-5和ZO-1等蛋白的荧光图案连续,脓毒症组、MMP9组VE-cadherin、claudin-5和ZO-1蛋白的荧光图案出现明显断裂,荧光颗粒明显减少,脓毒症+UTI组、MMP9+UTI组VE-cadherin、claudin-5和ZO-1蛋白的荧光图案比脓毒症组、MMP9组更连续,荧光颗粒明显增加。
结论:
乌司他丁对脓毒症诱导的血管内皮细胞损伤具有保护作用,其机制可能是通过抑制MMP9,对脓毒症中多种炎性因子的进行调节,避免脓毒症的过度炎症反应造成的细胞连蛋白脱落和表达量下降,减轻脓毒症引起的血管内皮细胞通透性的升高。