TSG-6通过抑制HMGB1/NF-κB信号通路减轻TBI大鼠继发性急性肺损伤

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研究背景肺功能障碍被认为是创伤性脑损伤(Traumatic brain injury,TBI)后最常见的器官损伤。一些研究报告发现TBI患者出现急性肺损伤(Acute Lung Injury,ALI)和急性呼吸综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)的发病率高达81%。但TBI所致ALI的病理机制尚不清楚,对于分子生物学角度如何有效的防治继发性ALI更是知之甚少。目前检索国内“万方医学”数据库及“中国知网”数据库没有任何关于TBI后继发ALI的基础研究,更没有人提出如何从分子生物学角度治疗TBI后继发的ALI。检索国外Pub Med数据库,相关文献较少,有文献试图从免疫损伤的细胞机制来探讨脑损伤与急性肺损伤之间的关联,认为TBI后血脑屏障(Blood-Brain Barrier,BBB)受损,由脑释放的炎性因子通过开放的BBB进入血液,作用于肺部,引起一系列的炎性反应,从而继发肺部并发症。同时也有文献报道TSG-6通过升高血脑屏障中紧密连接蛋白Claudin-5和ZO-1对TBI大鼠的血脑屏障发挥保护作用,从而促进BBB修复。但检索国内外数据库,未发现任何关于TSG-6对于TBI后继发性ALI保护机制方面的研究和探讨。通过以往研究提供的理论基础,我们认为,TSG-6可以修复BBB,并减轻全身炎症反应,而TBI继发的ALI的主要机制是因为BBB受损。那我们是否可以将TSG-6应用于TBI后继发性肺损伤的动物模型中,观察其是否可以促进肺损伤的修复。为了验证这一假设:我们设计了该项课题进行深入研究,拟用细胞、动物模型、Realtime PCR、Western Blot等分子生物学技术研究TSG-6在TBI后继发性ALI中的保护作用和机制,为临床TBI后继发性肺损伤患者的治疗提供新思路。目的探讨TSG-6在A549氧化损伤细胞及大鼠急性肺损伤动物模型中的保护作用及其可能机制。方法在体外实验中,建立A549氧化损伤细胞模型,实验分为Control组、TNF-α组、TNF-α+TSG-6组,CCK8实验摸索TSG-6的最佳作用浓度、逆转录聚合酶链反应(RT-q PCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测促炎细胞因子基因及蛋白的表达,各组细胞的凋亡率、细胞周期分布通过流式细胞术(flow cytometry,FCM)检测,氧化损伤标记物丙二醛(MDA)及抗氧化物超氧化物歧化酶(SOD)的含量用试剂盒检测。在体内实验中,按照随机数字表法将24只6-8周龄健康雄性SD大鼠分为4组(n=6):Blank组、Sham组(只打开头皮,不做损伤)、TBI组(大鼠在深度麻醉后行开颅手术,并于颅骨打孔区域上方20mm处以20g重型锤自由落下击打损伤部位,缝合头皮,3h后,给予100μLPBS)、TBI+TSG-6组(模型建立3h后,给予100ug/100g TSG-6),TBI造模后24h,取大鼠肺组织,测定肺干湿比(W/D),并进行HE染色观察肺组织损伤情况;采用RT-q PCR、酶联免疫吸附试验(ELISA)和WB检测全血及肺组织中促炎细胞因子基因及蛋白的表达。结果1.TNF-α造模实验中,TNF-α的最佳作用浓度是I0ng/ml,此时的细胞损伤标记物IL-4、IL-1β含量最高(P<0.05)。2.CCK8检测结果显示:TSG-6对A549氧化损伤模型的最佳保护浓度是100ng/ml,此时的细胞存活率最高(P<0.05)。3.TSG-6抑制A549细胞中促炎细胞因子IL-1β、IL-6、iNOS、NF-κB P65、TNF-α等基因及蛋白的表达,抑制NF-κB信号通路激活,差异有统计学意义。4.TSG-6通过阻滞G1/S期细胞周期,抑制A549细胞凋亡,差异有统计学意义。5.TSG-6抑制A549细胞氧化损伤标记物MDA及上调SOD的表达,差异有统计学意义。6.TSG-6减轻TBI大鼠肺组织水肿,维持肺泡膜完整性,降低肺组织病理评分,差异有统计学意义。7.TSG-6减轻TBI大鼠肺组织及血液中NF-κB P65、p-NF-κB P65、HMGB1等促炎细胞因子及蛋白的表达,差异有统计学意义。结论TSG-6可能通过抑制HMGB1/NF-κB信号通路,拮抗炎症反应与氧化应激,在体内外对急性肺损伤发挥保护作用。
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