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背景和目的肥胖是一种复杂的、多因素的、可以预防的疾病,它与超重(25≤BMI≤29.99)一起影响着当今世界三分之一的人口。肥胖被称作一种“代谢性炎症”,与糖尿病,心血管疾病,脂肪肝,肿瘤等多种疾病相关。近年的研究表明,肥胖与肺部疾病关系密切,长期的高脂饮食诱导的肥胖可导致肺部炎症及纤维化前期表现。急性肺损伤是一种遍布全球的常见临床疾病,其主要特征是肺内发生过度激活的炎症反应导致机体严重的气体交换功能受损,肺泡-毛细血管屏障破坏,肺部发生水肿,是一种严重的促炎与抗炎平衡紊乱疾病。研究表明,肥胖患者发生急性肺损伤的风险增加,肥胖患者肺损伤平均住院时间和花费均高于普通患者。因此,研究肥胖相关肺部炎症的机制具有重要的临床意义。干扰素基因刺激因子(STING)是一种衔接蛋白,在巨噬细胞、树突状细胞、淋巴细胞、内皮细胞和上皮细胞表达。巨噬细胞作为主要的抗原呈递细胞,病原体中含有的DNA会激活巨噬细胞的环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶(cGAS)-STING信号通路,导致先天免疫细胞中的保护性抗病毒信号级联激活,从而产生许多细胞因子。为响应细胞内环境的各种变化和刺激,巨噬细胞被激活并极化成不同的表型。cGAS-STING信号通路可以显著调节巨噬细胞极化,这被认为是先天免疫的重要组成部分。近来有研究表明肥胖促进脂肪组织线粒体DNA释放到细胞质中,通过激活cGAS-STING途径触发Ⅰ型干扰素反应,但肥胖症肺部炎症的发生机制尚不清楚。本研究发现肥胖症患者肺巨噬细胞STING表达显著上调,同时在动物实验中确认肥胖小鼠肺组织STING表达增加。进一步通过体外实验探究肺巨噬细胞STING在肥胖症肺部炎症的作用机制,为研究肥胖引起肺部炎症的发病机制提供新的思路。第一部分肥胖症患者巨噬细胞STING表达上调方法1.道德规范声明本研究已通过河南省人民医院伦理委员会的批准。2.免疫荧光收集2018年2月1日-2021年2月1日在河南省人民医院诊治肺结节患者的病理组织(距离病灶5cm以上的组织),并且按照年龄、性别、身体质量指数(BMI)将符合条件的患者进行分组,按照随机对照原则筛选出符合条件的3名肥胖患者和3名正常体重患者病理组织并进行多聚甲醛固定、石蜡包埋、切片。对石蜡切片进行CD68和STING的双抗体免疫荧光染色。封片后将组织切片置于Olympus显微镜下进行拍照,使用Image J软件对免疫荧光照片进行定量分析。3.Graphpad Prism 8软件对实验结果进行数据分析。结果相对于对照组,肥胖患者肺组织免疫结果显示CD68与STING双阳细胞数显著增加(p<0.0001)。结论肥胖症患者肺巨噬细胞STING表达上调。第二部分STING参与肥胖症诱导的肺部炎症方法1.动物模型建立与分组6周龄雄性C57BL/6J小鼠24只,适应性喂养1周后,将小鼠随机分为高脂饮食组(HFD组)和正常饮食组(RCD组),分别给予高脂饮食(含60%kcal脂肪)及正常饮食组(含11%kcal脂肪)。饮食干预18周后,分别对两组小鼠进行糖耐量实验,验证小鼠是否存在糖耐量受损。正常饮食组11只;高脂饮食组13只。2.体重及糖耐量实验在小鼠开始给予高脂饮食时,开始每2周监测一次体重。在25周龄时对小鼠进行腹腔注射葡萄糖耐量试验,监测葡萄糖注射后15min,30min,60min,120min的血糖值。3.HE染色饮食干预18周后,小鼠深麻醉后用冰PBS右心灌注去除多余血液,取下小鼠肺叶放入多聚甲醛4℃固定过夜,将石蜡包埋的肺组织切片进行HE染色,观察HFD小鼠与RCD组小鼠肺部炎症细胞浸润情况,比较两组之间的区别。4.免疫印迹(western blot)饮食干预18周后,取小鼠肺叶行western blot检测HFD小鼠和RCD小鼠肺组织STING蛋白含量。5.酶联免疫吸附测定(ELISA)饮食干预18周后,取小鼠肺叶行ELISA检测HFD小鼠和RCD小鼠肺组织匀浆中促炎因子IL-6,TNF-α,IFN-α和IFN-β水平。6.Graphpad Prism 8软件对实验结果进行数据分析。结果1.18周高脂饮食干预后,HFD组小鼠体重显著高于正常饮食组小鼠(p<0.001);2.相对于RCD组,HFD组小鼠基础血糖升高,腹腔注射葡萄糖耐量显著受损(p<0.0001);3.相对于RCD组,HFD组小鼠存在肺部炎症,小鼠肺部炎性细胞浸润增多,ELISA 检测发现 IL-6,TNF-α,IFN-α 和 IFN-β水平升高(p<0.05);4.HFD小鼠肺组织行Western blot检测发现STING激活(p<0.05)。结论高脂饮食诱导肥胖小鼠肺部处于慢性炎症状态。STING在高脂饮食诱导肥胖症小鼠肺组织高表达。故STING可能与高脂饮食诱导肥胖症肺部炎症机制相关。第三部分STING通过TBK1-IRF3/NF-κB p65通路参与调控棕榈酸诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症方法1.RAW264.7巨噬细胞培养及棕榈酸(PA)干预PA刺激RAW264.7巨噬细胞实验体外模拟高脂饮食诱导的肥胖机体内高脂环境,研究脂毒性对肺巨噬细胞的影响。2.免疫印迹(western blot)PA 干预后,行 western blot 检测细胞内 STING,p-TBK1,TBK1,p-IRF3,IRF3,NF-κB p65 和 p-NF-κB p65 蛋白水平。3.酶联免疫吸附测定(ELISA)PA干预后,取细胞培养上清液测促炎因子IL-6,TNF-α和IFN-β水平。4.细胞转染分别在RAW264.7巨噬细胞转染STING shRNA和对照shRNA,按照转染试剂Lipofectamine 3000说明书进行转染,转染24h后行western blot检测STING蛋白表达水平验证基因沉默效果。使用PA分别刺激STING shRNA和对照shRNA转染后的RAW264.7巨噬细胞,24h后取干预后的细胞沉渣行western blot检测细胞内 p-TBK1,TBK1,p-IRF3,IRF3,NF-κB p65 和 p-NF-κB p65 蛋白水平。取细胞培养上清液测促炎因子IL-6,TNF-α和IFN-β水平。5.Graphpad Prism 8软件对实验结果进行数据分析。结果1.体外细胞实验PA干预RAW264.7巨噬细胞行western blot检测发现STING,p-TBK1/TBK1,p-IRF3/IRF3,p-NF-κBp65/NF-κB p65 水平升高,表明代谢应激促进STING-TBK1-IRF3/NF-κB p65通路激活,ELISA检测结果显示代谢应激促进巨噬细胞炎症,促炎因子IL-6,TNF-α和IFN-β水平升高(p<0.001);2.细胞转染STING shRNA进行STING基因沉默,后PA干预RAW264.7巨噬细胞,western blot 检测发现 STING shRNA组较对照 shRNA 组 p-TBK1/TBK1,p-IRF3/IRF3,p-NF-κB p65/NF-κB p65 水平降低(p<0.05),ELISA 检测发现促炎因子 IL-6,TNF-α 和 IFN-β 水平降低(p<0.01)。结论STING参与激活TBK1-IRF3/NF-κB p65通路诱导肺巨噬细胞炎症反应。