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目的脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导肺泡Ⅱ型上皮细胞(Alveolar type II epithelial cells,ATII)损伤建立急性肺损伤(acute lung injury,ALI)体外细胞模型,探讨大黄素(Emodin)干预ALI的细胞内保护机制,为中医药多途径多靶点治疗ALI提供新的思路。方法新生3天内SD大鼠中进行原代ATII提取,经电镜、激光共聚焦显微镜及BCIP/NBT试剂盒鉴定。将同一批长势接近的ATII随机分为五组,即阴性对照组(NC)、LPS刺激组(LPS)、大黄素干预组(Emodin+LPS)、抑制剂干预组(PD98059+LPS)、大黄素+抑制剂干预组(Emodin+PD98059+LPS)。阴性对照组(NC)加入0.1%DMSO;大黄素预处理组(Emodin+LPS):在给予LPS前30min加入大黄素40umol/L预处理;抑制剂预处理组(PD98059+LPS):在给予LPS前30min加入ERK通路抑制剂10umol/L预处理;大黄素+抑制剂预处理组(Emodin+PD98059+LPS):在给予LPS前30min分别加入大黄素40umol/L和抑制剂10umol/L预处理。分别于造模后6h、12h和24h在超净台中收集各组细胞培养上清液及细胞。原代ATII提取、培养及鉴定;药物浓度(脂多糖、大黄素)浓度筛选;酶联免疫吸附实验(ELISA)测定各组细胞培养上清液中IL-1β、IL-6、TNF-α的水平变化;荧光定量PCR(RT-PCR)法和蛋白印迹法(Western Blot)检测各组AQP1、AQP5 m RNA及蛋白表达;荧光定量PCR(RT-PCR)法和蛋白质印迹法(Western Blot)测定各组凋亡因子Bcl-2、Bax、Caspase-3m RNA及Caspase-3蛋白的表达情况。结果1.原代ATII提取、纯化及鉴定:光镜下观察细胞呈单层平铺在培养皿中,呈岛状生长,胞浆内有黑色颗粒;透射电镜下观察细胞呈不规则圆形或立方形,细胞内有特征性黑色板层小体,细胞表面有微绒毛;共聚焦显微镜下可观察到呈绿色荧光的SP-C蛋白表达及呈蓝色荧光的细胞核;BCIP/NBT试剂盒可将细胞质染成蓝色或蓝紫色,以上方法均可鉴定细胞为ATII。2.大黄素通过ERK/MAPK通路对炎性因子水平的影响:造模后发现细胞培养上清液中TNF-α、IL-1β和IL-6的水平明显升高,且24h升高最明显。大黄素干预后,炎性因子水平均明显降低(P<0.01),且24h降低作用最明显。加入抑制剂后,抑制剂组TNF-α和IL-6水平均低于模型组(6h:P<0.05,12h,24h:P<0.01)。IL-1β水平在12h和24h低于模型组(P<0.01)。提示LPS通过ERK通路促进TNF-α、IL-6的分泌,在12h和24h时促进IL-1β的分泌。大黄素+抑制剂干预组TNF-α、IL-6和IL-1β水平均高于大黄素组(12h,24h:P<0.01),低于抑制剂组(P<0.01),提示大黄素通过ERK通路发挥抗炎作用。3.大黄素通过ERK/MAPK通路对水通道蛋白表达的影响:3.1 AQP1m RNA在造模后12h表达最低,而AQP1蛋白在24h表达最低,经大黄素干预后,AQP1m RNA水平和蛋白水平均升高,24h最高(P<0.01),说明大黄素能促进AQP1m RNA及蛋白的表达,且与时间呈正相关。加入抑制剂后,抑制剂组的AQP1m RNA在12h表达高于模型组(P<0.01),提示LPS在12h通过ERK通路抑制AQP1m RNA表达。抑制剂组AQP1蛋白表达均高于模型组,且24h有统计学差异(P<0.01),提示LPS通过ERK通路抑制AQP1蛋白表达。大黄素+抑制剂干预组AQP1m RNA表达均低于大黄素组,6h和24h有统计学差异(6h,24h:P<0.01),且同时高于抑制剂组,提示大黄素通过ERK通路促进AQP1m RNA表达,AQP1蛋白表达在大黄素+抑制剂干预组均低于大黄素组,6h和24h有统计学差异(6h,24h:P<0.01),且低于抑制剂组(24h:P<0.05),提示大黄素通过ERK通路促进AQP1蛋白的表达。3.2 AQP5m RNA及蛋白在造模后表达均降低,24h表达最低。大黄素治疗后,AQP5m RNA及蛋白表达均升高,12h和24h升高明显(P<0.01)。加入抑制剂后,抑制剂组AQP5m RNA较模型组在6h和12h升高(6h:P<0.05,12h:P<0.01),提示LPS在6h和12h时通过ERK通路抑制AQP5m RNA表达。大黄素+抑制剂干预组AQP5m RNA在24h高于大黄素组,低于抑制剂组,说明大黄素在24h时通过ERK通路促进AQP5基因表达。抑制剂组AQP5蛋白在12h和24h高于模型组,提示LPS在12h和24h时通过ERK通路抑制AQP5蛋白表达。大黄素+抑制剂干预组AQP5蛋白6h和24h表达低于大黄素组(6h:P<0.01),高于抑制剂组,说明大黄素在6h和24h时通过ERK通路促进AQP5蛋白表达。4.大黄素通过ERK/MAPK通路对细胞凋亡的影响:4.1造模后发现抗凋亡基因Bcl-2m RNA表达降低,24h达到最低。促凋亡基因Bax和Caspase-3m RNA表达升高,24h最高。大黄素干预后,Bcl-2m RNA表达升高(6h:P<0.05,12h,24h:P<0.01),Bax和Caspase-3m RNA表达降低(12h,24h:P<0.01)。加入抑制剂后,24h Bcl-2m RNA抑制剂组表达比模型组高,提示LPS在24h通过ERK通路抑制Bcl-2m RNA表达。而Bax和Caspase-3m RNA表达均低于模型组(Bax:6h:P<0.05,12h,24h:P<0.01)(Caspase-3:12h:P<0.01,24h:P<0.05),提示LPS通过ERK通路促进Bax和Caspase-3m RNA表达。大黄素+抑制剂干预组Bcl-2m RNA表达低于大黄素组,高于抑制剂组,提示大黄素通过ERK通路促进Bcl-2m RNA表达。大黄素+抑制剂干预组12h和24h Bax m RNA表达明显低于抑制剂组(P<0.01),而Caspase-3表达在6h、12h和24h均低于抑制剂组,高于大黄素组,提示大黄素通过ERK通路抑制Caspase-3m RNA表达,在12h和24h时通过ERK通路抑制Bax m RNA表达,发挥抗凋亡作用。4.2大黄素干预组Caspase-3蛋白表达降低,12h和24h有统计学差异(P<0.01)。加入抑制剂后,抑制剂组Caspase-3蛋白表达均低于模型组(6h,24h:P<0.01,12h:P<0.05),提示LPS通过ERK通路促进Caspase-3蛋白的表达。大黄素+抑制剂干预组6h和12h Caspase-3蛋白表达低于大黄素组(6h,12h:P<0.01)与抑制剂组(6h,12h:P<0.01),而24h Caspase-3蛋白表达高于大黄素组(P<0.01)低于抑制剂组,提示大黄素在24h时通过ERK通路抑制Caspase-3蛋白的表达。结论1.从新生SD大鼠肺组织中提取原代ATII,经纯化、鉴定后能够满足实验需要。2.大黄素能够明显减轻ATII培养上清液中TNF-α、IL-1β以及IL-6的水平,其中以24h作用最为明显。并且大黄素能够通过ERK通路发挥抗炎作用。3.大黄素能够促进AQP1和AQP5m RNA及蛋白表达,并通过ERK通路促进AQP1 m RNA及蛋白表达。大黄素在24h通过ERK通路促进AQP5基因表达,在6h和24h通过ERK通路促进AQP5蛋白表达。4.大黄素能够促进抗凋亡基因Bcl-2的m RNA表达,抑制促凋亡基因Bax和Capsase-3 m RNA表达。大黄素通过ERK通路明显促进抗凋亡基因Bcl-2的m RNA表达,抑制促凋亡Capsase-3 m RNA表达,在12h和24h时抑制Bax m RNA表达。大黄素在24h时通过ERK通路抑制Caspase-3蛋白表达。