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严重烧伤患者易发生细菌感染,进一步发展为全身性炎症反应和中毒性休克,特征性表现为难治性低血压和器官低灌注。中毒性休克的发病机制是侵入体内的致病微生物释放的活性成分,如G~-菌的脂多糖(LPS),即内毒素,激活单核巨噬细胞和血管内皮细胞,启动了宿主体内失控性炎症反应,发展为心血管休克和死亡。 血管内皮细胞在中毒性休克的发展中起着关键作用。中毒性休克形成的基础是基于各种致炎物质对内皮细胞的刺激作用,当广泛的血管内皮细胞被激活或损伤后,引起全身性炎症反应,发生系统性血管病变,导致多器官功能衰竭。在众多的致炎物质中,LPS具有强烈的激活免疫和炎症反应细胞的能力,是引起中毒性休克中系统性血管病变的主要致病因子。LPS可通过间接或直接两条途径激活血管内皮细胞,但目前对LPS直接激活血管内皮细胞的分子机理尚不完全清楚。 由于细胞表型的改变是由基因表达变化决定的,因此,克隆内皮细胞激活后差异表达基因对于阐明LPS激活内皮细胞的机制有重要意义。为探讨LPS刺激对血管内皮细胞基因表达的影响,本研究对培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC)LPS刺激(剂量100ng/ml,时间6h)后差异表达基因进行正向和反向抑制消减杂交,将消减产物扩增后克隆入pT-Adv质粒并转化大肠杆菌,建立了正向和反向消减cDNA文库,经菌落阵列斑点杂交进一步筛选阳性克隆,测序后进行同源性比较,结果显示31条上调表达和13条下调表达基因被克隆出来,包括 40条己知基因和 4条未知 CDNA序列。这些己知基因并按功能可分为7组:一组与炎症反应的形成相关,一组与促凝血相关,一组与细胞凋亡相关,一组与细胞骨架重构相关,一组与细胞能量代谢障碍相关,一组与胞内信号转导有关,最后一组是一些功能未明蛋白。实验结果既验证了一些己知受LPS诱导的基因,如 E-选择素,也克隆到一些以前不知道受LPS诱导的基因,如层粘蛋白受体和小窝蛋白,并且,克隆出的4条未知序列己作为新的表达序列标签(EST)被GenBankEST库接受,接受号分别是:ST40(BI850093)、ST55(BM121646)、ST67 (BI850094)和 ST78(BI850055)。 经生物信息学分析,ST40与转录起始因子相关蛋白 105亚基(TAF 11105)高度同源,ST67与灶性粘附激酶高度同源,而ST55和ST78与任何人类已知基因无高度同源性。放采用快速扩增CDNA末端方法(RACE)扩增ST55和ST78全长CDNA序列,成功从ST55获得一个全长为1404 hp的CDNA序列。该CDNA序列含poly(A”尾和完整的开放阅读框pgy),Northern blot验证其在 LPS刺激的内皮细胞中高表达,命名为内皮细胞高表达内毒素相关因子 1(EOLA)。该基因在人心脏、骨骼肌、肾脏、肝脏。胎盘、胞腺、脾脏及小肠都有强弱不等的表达,而在脑结肠、肺和外周白细胞不表达。经特性分析显示EOIn]基因定位于人染色体Xq28,跨越了6294 hp的基因组序列,被 4个内含子分割为 5个外显子,其 5’规翼区j 到68 hp存在预测的启动子,无典型的 TATA-盒,附近有几个推测的转录因子结合位点,如 SP、GATA-1、TFlllA、GREB、Pit-l、AP-ZB和NF。其编码的推导蛋白EOLAI一级结构由158个氨基酸组成,有64个氨基酸与人和小鼠热休克因子2同源,同源性为41%;二级结构由口螺旋、6片层结构和 p转角组成,含有一个螺旋-转角-螺旋(HTH)基序,2 Vn /个PKC磷酸化位点、l个酪氨酸激酶2磷酸化位点和一个氨基端糖基化位点。亚细胞定位显示EOLAI蛋白表达在细胞浆,可以移位入核,提示EOLAI蛋白可能作为一个新的转录因子在LPS激活的内皮细胞中传递信号。 总之,我们的结果表明抑制消减杂交有效地克隆了LPS刺激后人脐静脉内皮细胞差异表达基因,这些差异表达基因的表达使内皮细胞表形及功能发生改变;克隆的人类新基因kthAI是新的LPS刺激相关基因,对其功能的进一步研究,将为阐明LPS直接激活血管内皮细胞的机理提供新的思路。