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目的:慢性无机砷(Inorganic arsenic,iAs)暴露可以导致大鼠发生肝纤维化(liver fibrosis,LF)。肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)活化是LF发生发展的关键事件。本课题组之前的研究表明,NOD样受体蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)炎症小体在iAs所致HSCs活化过程中起着重要的作用,在iAs处理的L-02细胞中,通过NLRP3的免疫共沉淀实验发现热休克蛋白47(heat shock protein 47,Hsp47)表达升高。由于Hsp47与LF的发生发展密不可分,因此,本研究拟探究iAs作用后,NLRP3是否通过Hsp47导致大鼠LF。方法:体内实验中,研究对象选择10周龄的雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,随机分为对照组和亚砷酸钠(sodium arsenite,NaAsO2)处理组(5 mg/kg BW NaAsO2)。处理方式为灌胃法,每天灌胃两次,时间间隔为12 h。实验期间大鼠保持自由饮食饮水状态,灌胃处理9个月后,获取大鼠肝脏组织进行后续实验。通过蛋白质免疫印迹(Western blot,WB)法检测蛋白表达水平;定量反转录PCR(q RT-PCR)法检测m RNA表达水平;蛋白质免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)法检测蛋白间的相互作用。体外实验中,选取大鼠肝星状细胞系(HSC-T6)作为研究对象。随机分为对照组和NaAsO2处理组(4μM NaAsO2),使用1μg/m L脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)预处理2 h后,NaAsO2继续处理HSC-T6细胞24 h,通过WB法检测蛋白表达水平;q RT-PCR法检测m RNA表达水平。使用小干扰RNA(Small interfering RNA,si RNA)转染HSC-T6细胞12 h,通过q RT-PCR法检测m RNA表达水平。使用si Hsp47-858转染HSC-T6细胞12 h,1μg/m L LPS预处理2 h后,使用4μM NaAsO2继续处理24 h,通过WB法检测蛋白表达水平。使用1μg/m L LPS和5μM NLRP3的特异性抑制剂(MCC950)各预处理2 h后,最后使用4μM NaAsO2处理24 h,通过WB法检测蛋白表达水平。使用1μg/m L LPS预处理2 h后,NaAsO2处理24 h,通过Co-IP法检测蛋白间的相互作用。选择人胚胎肾细胞(HEK293T)为研究对象,使用NLRP3与Hsp47截短质粒,在HEK293T细胞中过表达36 h后,通过Co-IP法检测蛋白间的相互作用。结果:在体内和体外实验中,WB结果显示:与对照组相比,iAs处理组的Hsp47蛋白表达水平明显升高;q RT-PCR结果显示:与对照组相比,iAs处理组的Hsp47 m RNA表达水平显著升高。使用Hsp47 si RNA转染HSC-T6细胞12 h后,q RT-PCR结果显示:si Hsp47-858序列的Hsp47 m RNA表达水平明显降低。应用si Hsp47-858抑制Hsp47表达,LPS预处理后使用iAs处理HSC-T6细胞24 h,WB结果显示:与iAs处理组相比,si Hsp47处理组α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),I型胶原(collagen type I,Collagen-I)和基质金属蛋白酶抑制剂1(tissue inhibitors of metalloproteinase 1,TIMP-1)的表达水平降低,基质金属蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1,MMP-1)表达水平升高。使用LPS和MCC950预处理后,再用NaAsO2处理HSC-T6细胞24 h,WB结果显示:与iAs处理组相比,MCC950预处理组NLRP3、Hsp47、α-SMA和Collagen-I的表达水平降低。使用si Hsp47-858抑制Hsp47表达,LPS预处理后NaAsO2处理HSC-T6细胞24 h,WB结果显示:与iAs处理组相比,si Hsp47处理组Hsp47蛋白表达水平降低,NLRP3,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(cysteinyl aspartate specific proteinase 1,Caspase-1)p20和成熟白细胞介素1β(mature interleukin-1β,mature IL-1β)的表达水平无明显变化。使用LPS预处理后,用NaAsO2处理HSC-T6细胞24 h,Co-IP实验结果显示:在大鼠肝脏和HSC-T6细胞中,iAs处理增强了NLRP3与Hsp47相互作用。在HEK293T细胞中过表达NLRP3与Hsp47截短质粒后,通过Co-IP法检测到NLRP3的1-210区域和551-1035区域与Hsp47的201-417区域发生相互作用。结论:NaAsO2可能通过激活NLRP3炎症小体-Hsp47通路诱导HSCs活化,进而促进LF的发生发展。