胞内HMGB1调控EAM小鼠心肌浸润Mφ极化的机制研究

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目的  利用 Ad-HMGB1-shRNA 体外下调巨噬细胞内高迁移率族蛋白 B1 ( High Mobility Group Box 1,HMGB1),观察HMGB1作为DNA分子伴侣,参与并调控巨噬细胞极化的过程,初步研究其潜在的分子机制,通过构建实验性自身免疫性心肌炎( Experimental autoimmune myocarditis, EAM )小鼠模型,阐明胞内HMGB1在EAM发生、发展进程中,对浸润心肌组织的巨噬细胞极化的调控机制。  方法  (1)筛选干扰片段:设计三条干扰序列,构建并包装重组腺病毒,体外培养小鼠巨噬细胞 RAW264.7 ,于对数期时进行转染,通过实时荧光定量 PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)和蛋白质印迹法(Western Blot)检测三组重组腺病毒的转染效率。  (2)胞内HMGB1对巨噬细胞极化及抗原加工提呈能力的影响:进行成功转染后,利用Western Blot检测LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞和小鼠骨髓来源巨噬细胞中一氧化氮合酶( iNOS )蛋白水平;酶联免疫吸附法( Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定细胞培养上清炎症介质分泌量;于体外单染CD86和MHCⅡ分子后,用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)检测巨噬细胞抗原加工提呈能力。  (3)胞内HMGB1对血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,ANG II)诱导的巨噬细胞极化的影响:Ad-HMGB1-shRNA成功下调胞内HMGB1,ANG II体外作用12h,利用Western Blot检测各组细胞中iNOS蛋白表达水平;FCM检测抗原加工提呈的变化;ELISA测定细胞上清液中M1型相关因子的分泌情况。  (4)胞内HMGB1影响巨噬细胞极化的分子机制:成功下调胞内HMGB1后再给予ANG II刺激细胞30 min,利用Western Blot检测核转录因子KappaB(nuclear transcription factor KappaB,NF-κB)、蛋白激酶ERK1/2、P38的磷酸化水平。  (5)重组AAV感染EAM小鼠模型的构建:将3周龄的雄性BALB/c小鼠分为Control组(野生组)、EAM+AAV-HMGB1组(实验组)、EAM+AAV-Ns组(阳性对照组),小鼠尾静脉注射病毒悬液,每10天注射一次,共计两次。利用制备的抗原肽免疫小鼠,建立 EAM 模型。41 天后建模结束,取出小鼠骨髓来源巨噬细胞,倒置荧光显微镜观察荧光表达情况,确定感染效率。  (6)AAV-HMGB1对EAM小鼠心肌组织炎症的治疗:将取出的心脏送往医院病理科,将进行心肌组织切片后,进行HE染色和病理评分;ELISA测定血清中炎症因子分泌变化;免疫荧光检测EAM小鼠心肌组织中F4/80+CD86+巨噬细胞浸润的情况。  结果  (1)重组腺病毒可明显下调巨噬细胞HMGB1蛋白水平以及mRNA水平,转染效率达90%以上。  (2)Western Blot结果显示:成功下调胞内HMGB1后,实验组iNOS蛋白表达量明显少于对照组。ELISA 显示实验组炎症因子分泌减少,且与对照组相比有统计学差异(P<0.05)。通过FCM检测发现,实验组巨噬细胞抗原加工提呈能力亦受到抑制。  (3)Western Blot、ELISA和FCM检测结果显示:下调胞内HMGB1后可减少iNOS、炎性介质以及CD86、MHCⅡ分子的表达,即可有效逆转ANG II所诱导的巨噬细胞向M1型极化。  (4)预先成功下调巨噬细胞内HMGB1后,再以ANG II进行作用,与对照组相比,NF-κB、ERK1/2、P38分子磷酸化水平均呈现下降趋势,实验重复三次,均有统计学意义。  (5)成功构建重组AAV感染的EAM小鼠模型。  (6)AAV-HMGB1进行治疗后,EAM小鼠心肌组织病理评分、血清中炎性因子分泌、F4/80+CD86+M1型巨噬细胞浸润均显著低于对照组。  结论  (1)体外运用Ad-HMGB1-shRNA下调巨噬细胞内HMGB1能有效逆转巨噬细胞向促炎的M1型极化,减少炎症介质分泌,此过程依赖于转录因子NF-κB、蛋白激酶ERK1/2、P38信号分子通路进行调控。  ( 2 ) AAV-HMGB1 可显著减少实验性自身免疫性心肌炎小鼠心肌组织中F4/80+CD86+巨噬细胞浸润、降低血清中炎性因子含量,进而缓解心肌炎症的发展,对疾病起到一定治疗作用。
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