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目的:研究脓毒症对运动神经施旺细胞(Schwann cells,SCs)以及神经肌肉功能的影响,并探讨TLR4/MyD88/ERK通路介导的施旺细胞激活在脓毒症导致骨骼肌无力中的作用及机制。
方法:第一部分实验选择健康雄性野生型C57BL/6J小鼠30只,9~12周,体重20~25g,采用随机数字表法分为两组:假手术组(Sham组,n=10)和手术组(CLP组,n=20)。Sham组小鼠行开腹探查,不予以盲肠结扎穿孔;CLP组小鼠行盲肠结扎穿孔术(caecal ligation and puncture,CLP)构建脓毒症模型,于建模后7天进行指标检测和标本采集,提取坐骨神经行施旺细胞原代培养。第二部分实验选择12只SPF级健康雄性敲除MyD88基因小鼠(MyD88-/--CLP组,n=12),和12只健康雄性野生型C57BL/6J小鼠(WT-CLP组,n=12)。9~12周,体重20~25g,均通过CLP建立脓毒症模型,于建模后7天进行指标检测和标本采集,提取坐骨神经行施旺细胞原代培养,使用施旺细胞原代培养液上清液处理巨噬细胞系Raw264.7细胞。各组小鼠建模后用肌电图检测在体复合肌动作电位(compound muscle action potential,CMAP);使用电镜检测坐骨神经结构;采用免疫荧光检测施旺细胞和巨噬细胞的表达情况;通过Western-blot检测施旺细胞的TLR4、MyD88、ERK以及p-ERK蛋白表达水平;采用流式细胞术检测施旺细胞的生长周期;通过迁移实验检测巨噬细胞的聚集情况。
结果:(1)神经肌肉功能:CLP组较Sham组CMAP幅值显著减小(P<0.05),CMAP潜伏期延长(P<0.05);MyD88-/--CLP组较WT-CLP组CMAP幅值明显增大(P<0.05),CMAP潜伏期缩短(P<0.05)。(2)透射电镜:CLP组较Sham组的坐骨神经水肿和鞘膜增厚明显;WT-CLP组脓毒症时坐骨神经水肿和鞘膜增厚程度较MyD88-/--CLP组重。(3)免疫荧光:CLP组施旺细胞和巨噬细胞增多,且处于增殖状态的施旺细胞比例较Sham组明显增多(P<0.05);MyD88-/--CLP组施旺细胞和巨噬细胞减少,且处于增殖状态的施万细胞比例较WT-CLP组明显减少(P<0.05)。(4)Western-blot:CLP组较Sham组施旺细胞的TLR4、MyD88以及p-ERK/ERK蛋白表达明显增加(P<0.05);MyD88-/--CLP组较WT-CLP组p-ERK/ERK蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。(5)流式细胞术:CLP组较Sham组施旺细胞的G0/G1明显降低(P<0.05),S期比例明显增多(P<0.05),两组G2+M期差异无统计学意义(P>0.05);MyD88-/--CLP组较WT-CLP组施旺细胞的G0/G1明显增加(P<0.05),S期比例明显降低(P<0.05),G2+M期比例降低(P<0.05)。(6)迁移实验:MyD88-/--CLP组较WT-CLP组巨噬细胞迁移率明显降低(P<0.05)。
结论:1.脓毒症可致神经肌肉功能障碍,运动神经施旺细胞激活,巨噬细胞聚集。2.脓毒症通过TLR4/MyD88/ERK通路激活施旺细胞是脓毒症致获得性肌无力的重要原因。
方法:第一部分实验选择健康雄性野生型C57BL/6J小鼠30只,9~12周,体重20~25g,采用随机数字表法分为两组:假手术组(Sham组,n=10)和手术组(CLP组,n=20)。Sham组小鼠行开腹探查,不予以盲肠结扎穿孔;CLP组小鼠行盲肠结扎穿孔术(caecal ligation and puncture,CLP)构建脓毒症模型,于建模后7天进行指标检测和标本采集,提取坐骨神经行施旺细胞原代培养。第二部分实验选择12只SPF级健康雄性敲除MyD88基因小鼠(MyD88-/--CLP组,n=12),和12只健康雄性野生型C57BL/6J小鼠(WT-CLP组,n=12)。9~12周,体重20~25g,均通过CLP建立脓毒症模型,于建模后7天进行指标检测和标本采集,提取坐骨神经行施旺细胞原代培养,使用施旺细胞原代培养液上清液处理巨噬细胞系Raw264.7细胞。各组小鼠建模后用肌电图检测在体复合肌动作电位(compound muscle action potential,CMAP);使用电镜检测坐骨神经结构;采用免疫荧光检测施旺细胞和巨噬细胞的表达情况;通过Western-blot检测施旺细胞的TLR4、MyD88、ERK以及p-ERK蛋白表达水平;采用流式细胞术检测施旺细胞的生长周期;通过迁移实验检测巨噬细胞的聚集情况。
结果:(1)神经肌肉功能:CLP组较Sham组CMAP幅值显著减小(P<0.05),CMAP潜伏期延长(P<0.05);MyD88-/--CLP组较WT-CLP组CMAP幅值明显增大(P<0.05),CMAP潜伏期缩短(P<0.05)。(2)透射电镜:CLP组较Sham组的坐骨神经水肿和鞘膜增厚明显;WT-CLP组脓毒症时坐骨神经水肿和鞘膜增厚程度较MyD88-/--CLP组重。(3)免疫荧光:CLP组施旺细胞和巨噬细胞增多,且处于增殖状态的施旺细胞比例较Sham组明显增多(P<0.05);MyD88-/--CLP组施旺细胞和巨噬细胞减少,且处于增殖状态的施万细胞比例较WT-CLP组明显减少(P<0.05)。(4)Western-blot:CLP组较Sham组施旺细胞的TLR4、MyD88以及p-ERK/ERK蛋白表达明显增加(P<0.05);MyD88-/--CLP组较WT-CLP组p-ERK/ERK蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。(5)流式细胞术:CLP组较Sham组施旺细胞的G0/G1明显降低(P<0.05),S期比例明显增多(P<0.05),两组G2+M期差异无统计学意义(P>0.05);MyD88-/--CLP组较WT-CLP组施旺细胞的G0/G1明显增加(P<0.05),S期比例明显降低(P<0.05),G2+M期比例降低(P<0.05)。(6)迁移实验:MyD88-/--CLP组较WT-CLP组巨噬细胞迁移率明显降低(P<0.05)。
结论:1.脓毒症可致神经肌肉功能障碍,运动神经施旺细胞激活,巨噬细胞聚集。2.脓毒症通过TLR4/MyD88/ERK通路激活施旺细胞是脓毒症致获得性肌无力的重要原因。