烫伤后金黄色葡萄球菌感染致严重脓毒症时JAK/STAT通路的活化及意义

来源 :第三军医大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zhaoyun1111
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目的:本实验采用大鼠20%体表面积III(烫伤合并金葡菌攻击所致脓毒症模型,观察JAK2/STAT3信号通路在G+ 菌脓毒症病理过程中的活化情况,并着重探讨抑制该通路对金葡菌脓毒症发生、发展的影响。同时观察抑制MAPK、NF-(B信号通路对JAK2/STAT3信号通路活化的影响,用以了解脓毒症时信号通路的交互作用。方法:雄性Wistar大鼠97只,随机分为8组:(1) 正常对照组(n=6),动物麻醉后活杀;(2) 烫伤对照组(n=9),动物烫伤后24小时活杀;(3) 烫伤合并金葡菌感染组(n=36),烫伤后24小时经腹腔注射对数生长期金葡菌古典S6菌株4ml/kg(浓度为8(109CFU/ml)。分别于金葡菌攻击后0.5、1、2、6、12、24小时活杀,各时相点均为6只动物;(4) AG490(JAK2激酶抑制剂)组(n=10),于金葡菌攻击前即刻经腹腔注射AG490 8.0 mg/kg,然后于金葡菌攻击后0.5、2小时活杀;(5) RPM(rapamycin,STAT3抑制剂)组(n=10),于金葡菌攻击前即刻腹腔注射RPM 0.4 mg /kg,并于金葡菌攻击后0.5、2小时活杀。(6) AG126(MAPK抑制剂)组(n=10),于金葡菌攻击前即刻腹腔注射AG126 4.0 mg /kg,并于金葡菌攻击后0.5、2小时活杀。(7) PDTC(pyrrolidine dithiocarbamate,NF-(B抑制剂)组(n=10),于金葡菌攻击前即刻腹腔注射PDTC 50.0 mg /kg,并于金葡菌攻击后0.5、2小时活杀。(8) DMSO(二甲基亚砜,试剂的溶质)组(n=6),于金葡菌攻击前即刻腹腔注射DMSO 4.0 ml/kg,并于金葡菌攻击后2小时活杀。经腹主动脉采血,分离血标本分别用于测定血清生化指标及细胞因子。无菌留取动物肝、肺、肾组织进行STAT3活化分析以及TNF-(、IFN-( 和IL-10 mRNA/蛋白表达的检测。STAT活化检测采用凝胶电泳阻滞分析试验;组织TNF-α、IFN-α 和IL-10基因表达采用半定量RT-PCR方法检测;采用ELISA法测定组织及血清中TNF-α、IFN-α和IL-10的蛋白水平。 结果:1)正常对照组大鼠肝、肺、肾组织中均有少量IFN-α、TNF-α、<WP=12>IL-10基因及其蛋白表达,单纯烫伤打击后24小时表达无明显改变。烫伤合并金葡菌攻击后大鼠各组织中IFN-α、TNF-α、IL-10基因表达迅速升高,1-2小时达到峰值,明显高于正常对照组和烫伤对照组(P(0.05),伤后12-24小时则逐渐降至伤前水平。同时,肝、肺、肾组织中IFN-α、TNF-α、IL-10蛋白水平于0.5小时内迅速升高,于1-6小时达峰值,伤后12-24小时后降至伤前水平。相关分析表明,肝脏IL-10 与IL-10 mRNA,肺脏TNF-α 与 TNF-α mRNA、IFN-α 与IFN-α mRNA,肾脏IFN-α 与IFN-α mRNA、IL-10 与IL-10 mRNA均呈显著正相关。 2)正常大鼠肝、肺、肾组织中核转录因子STAT3活化较少,单纯烫伤打击后24小时改变不明显。烫伤脓毒症0.5-1小时肝、肺、肾组织中STAT3活化明显,2小时后活化减弱,但肝组织与肺、肾组织略有不同,12-24小时活化又再度增强。AG490、RPM 早期干预均能使0.5小时肝、肺、肾组织中STAT3活化减弱,PDTC处理亦能使0.5小时肝、肺组织中STAT3的活化减弱,但AG126干预对各组织STAT3的活化无明显影响。 3)AG490干预后2小时肝组织中IFN-α、TNF-α 、IL-10 mRNA 表达与烫伤脓毒症组相比明显降低,蛋白下降幅度分别为29.5(、45.6(、69.0((P(0.05);肺组织中IFN-α、TNF-α、IL-10 mRNA 表达改变不明显,蛋白水平下降幅度分别为41.7((P(0.05)、26.8(、42.0(;肾组织中TNF-( mRNA 亦明显降低;AG490干预组2小时,血清AST明显降低。 4)AG126干预后2小时肝组织中IFN-(、TNF-(、IL-10 mRNA 表达与烫伤脓毒症组相比明显降低,蛋白水平改变不明显;肺组织中IFN-(、TNF-( mRNA 明显降低,蛋白下降幅度分别为67.3((P(0.05)、34.1(,IL-10下降幅度为50.2((P(0.05);肾组织中TNF-α、IL-10 mRNA 明显降低,蛋白水平改变不明显;AG126干预后2小时血清ALT 、AST、Cr、BUN含量均明显降低。 5)RPM处理组2小时肝组织中IFN-α、TNF-α、IL-10 mRNA 表达与烫伤脓毒症组相比明显降低,蛋白水平降低不明显;肺组织中IFN-α mRNA 明显降低,IFN-α、TNF-α 、IL-10蛋白水平亦呈不同程度地降低;肾组织中TNF-αmRNA 明显降低,IFN-α、TNF-α、IL-10蛋白水平下降幅度分别为33.0(、<WP=13>50.9((P(0.05)、40.2(。RPM干预后2小时,血清ALT 、AST明显改善。6)PDTC干预后2小时肝组织中IFN-α、TNF-α、IL-10 mRNA 表达与烫伤脓毒症组相比明显降低,蛋白水平下降幅度分别为40.9(、56.1((P(0.05)、58.6((P(0.05);肺组织中IFN-α mRNA 明显降低,其蛋白下降幅度为50.6((P(0.05),TNF-α、IL-10基因与蛋白下降无明显差别;肾组织中TNF-( mRNA 明显降低,其蛋白下降幅度为61.4((P(0.01)。结论:1)烫伤合并金葡菌攻击后,组织中多种细胞因子的基因与蛋白表达明显升高,其改变与血清ALT、AST、Cr、BUN等器官功能指标相关。提示金葡菌脓毒症时局部组织致炎/抗炎细胞因子的大量生成可能在一定程度上参与了动物多器官功能损害的病理过程。2)烫伤后金葡菌攻击早期动物肝、肺、肾等组织中STAT3迅速活化,其改变可能与金葡菌SEB的直接刺激作用密切相关。3)早期注射JAK2激酶特异性抑制剂AG490和STAT3磷酸化抑制剂RPM,动
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