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目的: 针刺是临床上治疗哮喘的有效方法之一,但针刺治疗哮喘的内在机制尚不清楚。本课题在前期利用蛋白质组学技术筛选针刺抗哮喘大鼠差异蛋白的工作基础上,对其中的差异表达蛋白S100钙结合蛋白A11(S100calciumbindhagproteinA11,S100A11)进行克隆、表达和纯化,并从体内和体外两个方面研究重组蛋白S100A11对大鼠哮喘模型的影响,以期为哮喘提供新的治疗靶标,为针刺抗哮喘效应物质基础研究提供一定的科学依据。 方法: 利用分子克隆技术对针刺抗哮喘差异表达蛋白S100A11进行克隆、表达和纯化,得到大鼠重组蛋白S100A11。体内实验中将不同剂量重组蛋白S100A11颈外静脉注入OVA激发的哮喘大鼠体内,对之进行呼吸功能检测以观察重组蛋白S100A11对哮喘大鼠气道阻力的影响。体外实验中以乙酰胆碱(Ach)刺激的离体气管螺旋条为模型,加入不同剂量的重组蛋白S100A11观察其对离体大鼠气管螺旋条张力的影响,并螯合体外实验体系中的Ca2+,观察Ca2+在重组蛋白S100A11对气管螺旋条张力影响中的作用。 结果: 1.选用pET-22b做为原核克隆载体,构建pET-22b-S100A11重组质粒,利用IPTG诱导蛋白表达,经Ni2+Sepharose6FastFlow亲和层析纯化法纯化得到重组蛋白,经SDS-PAGE电泳验证为重组蛋白S100A11,浓度为11.57mg/ml。 2.体内实验结果显示,S100A11_1、S100A11_10、S100A11_100和S100A11_1000分别在第2min、第3-5min、第3~5和7min、第4~5和7min能明显降低哮喘大鼠气道阻力(P均<0.05)。特布他林(TB)和氢化可的松(HC)分别在第2~5min和第2~4min能明显降低哮喘大鼠气道阻力(P均<0.05)。以OVA激发哮喘后2~4min的峰值气道阻力之和反映各组最大气道阻力,比较各处理组对哮喘大鼠气道阻力影响的剂量效应,与AS组相比,TB、HC、S100A11_10、S100A11_100、S100A11_1000组的最大气道阻力均明显降低(P均<0.01)。S100A11降低哮喘大鼠气道阻力的效应在1~1000ng/kg剂量浓度范围内呈现一定的剂量依赖趋势(F=2.792,P=0.059),其中1000ng/kg剂量降低气道阻力作用最为明显。S100A11_10、S100A11_100、S100A11_1000组均较S100A11_1组的最大气道阻力明显降低(P均<0.05),在1-1000ng/kg剂量范围内呈现明显的线性依赖关系(F=6.324,P=0.018,R=0.417,P=0.018),S100A11_1、S100A11_10、S100A11_100和S100A11_1000组降低哮喘大鼠气道阻力的效应分别相当于TB的50%、72%、74%和81%,相当于HC的58%、84%、86%和94%。 3.体外实验结果显示,S100A11_100、S100A11_200和S100A11_400在第1~10min均能明显降低Ach刺激的大鼠气管螺旋条张力(P均<0.05),特布他林(TB)和氢化可的松(HC)在1~10min内能明显降低Ach刺激的大鼠气管螺旋条张力(P均<0.05)。以1~10min气管螺旋条张力改变值之和反映各组总张力,比较各处理组对Ach刺激的气管螺旋条张力影响的剂量效应,与Ach组相比,TB、HC、S100A11_100、S100A11_200、S100A11_400组气管螺旋条总张力明显降低(P均<0.05),其中400ng/ml剂量降低张力作用最为明显。在50~800ng/ml剂量范围内呈现明显的剂量依赖性(F=6.614,P=0.001),其中50~400ng/ml区间呈一定的线性依赖趋势(F=2.086,P=0.16,R=0.263,P=0.16)。S100A11_100、S100A11_200、S100A11_400组降低大鼠气管螺旋条张力的效应分别相当于TB的30%、40%和47%,相当于HC的56%、74%和89%。 4.在无Ca2+克-亨氏液中加入Ach刺激大鼠气管条收缩,发现在1-5min内气管螺旋条张力升高,但随后收缩气管条的程度有所下降。实验体系中加入400ng/ml的重组蛋白S100A11,在1-7min内能明显降低Ach刺激的大鼠气管螺旋条张力(P<0.05),而BSA对Ach刺激的大鼠气管螺旋条张力影响不明显(P>0.05)。比较有Ca2+和无Ca2+体系中400ng/ml剂量重组蛋白S100A11对大鼠气管螺旋条张力的影响,结果显示两者无明显差异(P>0.05)。 结论: 1.体内实验表明,针刺抗哮喘差异表达重组蛋白S100A11能明显降低哮喘模型大鼠的气道阻力,并呈现一定的剂量依赖趋势,S100A11在1000ng/kg的效应最为明显。 2.体外实验显示,针刺抗哮喘差异表达重组蛋白S100A11能明显降低Ach刺激的大鼠气管螺旋条张力,并呈现明显的剂量依赖效应,S100A11在400ng/ml的效应最为明显。 3.针刺抗哮喘差异重组蛋白S100All体外降低Ach刺激的大鼠气管螺旋条张力可能与本体外实验体系中的Ca2+无直接关系,尚需在细胞水平进行深入的研究。