论文部分内容阅读
目的:急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是一种遍布全球的常见临床疾病。其主要特征是过度的炎症反应,但具体机制尚不十分明了,特别是内质网应激及自噬在疾病发生发展过程中的作用。为了明确在内毒素(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠急性肺损伤模型中肺部炎症的细胞内机制,我们应用内质网应激抑制剂4-苯基丁酸(4-Phenylbutyric acid,4-PBA),在LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型中以及人肺泡上皮细胞模型中,检测了4-PBA对LPS诱导的急性肺损伤保护作用,探讨内质网应激与IκBs/NF-κB复合体介导的炎症之间的调节机制,明确内质网应激与自噬在LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型中的具体作用及相互关系。 方法:⑴采用LPS滴鼻方法构建小鼠急性肺损伤模型。分别通过H&E染色、肺泡灌洗液总细胞计数方法、ELISA和免疫荧光染色方法研究4-PBA抑制内质网应激后,模型小鼠肺组织结构变化、肺泡灌洗液中总细胞数量变化情况和炎症因子IL-1β、TNF-α和IL-6表达情况。根据给的药物不同,将实验分为四组:control组、LPS组、4-PBA+LPS组和4-PBA组。⑵分别采用Western blot法和免疫荧光染色方法研究4-PBA对LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型中NF-κB通路相关蛋白和炎症因子IL-6表达情况。⑶分别采用Western blot法和免疫荧光染色方法研究4-PBA对LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型中内质网应激相关相关蛋白GRP78、CHOP和Caspase-12表达情况和肺组织石蜡切片中PDI蛋白表达情况。⑷采用Western blot法和免疫荧光染色方法研究4-PBA对LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型中自噬相关蛋白LC3表达情况。⑸采用MTT法研究不同浓度LPS对A549细胞活性的影响,LPS浓度分别为:0、0.1、0.5、1、5、10μg/ml。采用MTT法研究给予内质网应激抑制剂4-PBA后A549细胞活性变化;实验分为四组:control组、LPS组、4-PBA+LPS组和4-PBA组。⑹分别采用Western blot法和免疫荧光染色方法研究不同组别细胞中NF-κB通路相关蛋白、炎症因子IL-6表达情况和NF-κB p65入核情况。⑺采用Western blot法研究不同组别细胞中内质网应激相关蛋白CHOP、GRP78、Caspase-12、p-PERK、XBP-1和ATF表达情况。⑻分别采用MDC染色、免疫荧光染色和Western blot法研究不同组别自噬空泡数量、自噬相关蛋白LC3和AKT/mTOR通路相关蛋白表达情况。⑼分别采用MTT法和Western blot法研究给予自噬抑制剂3-MA之后,A549细胞活性变化情况、胞内自噬相关蛋白LC3和内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP表达情况。实验分为四组:control组、LPS组、3-MA+LPS组和3-MA组。 结果:①H&E染色结果表明,与对照组相比,LPS组小鼠肺泡壁增厚,肺泡间隙可见明显炎性细胞浸润、组织结构破坏严重;与LPS组相比,4-PBA减轻了LPS引起的肺组织结构性损坏。肺泡灌洗液总细胞计数实验结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠肺泡灌洗液中总细胞数明显增多(P<0.01);与LPS组相比,4-PBA+LPS组小鼠肺泡灌洗液中总细胞数量明显减少(P<0.01)。ELISA和免疫荧光染色实验结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠肺泡灌洗液中炎症因子IL-1β、TNF-α和 IL-6的表达均明显上升(P<0.01);与LPS组相比,4-PBA+LPS组小鼠肺泡灌洗液中炎症因子IL-1β、TNF-α和 IL-6的表达均减少(P<0.05)。②在动物水平,Western blot实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组NF-κB通路的相关蛋白表达、NF-κB p65入核均减少(P<0.05)。免疫荧光实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组炎症因子IL-6荧光强度明显减弱。③在动物水平,Western blot实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP、Caspase-12和自噬相关蛋白LC3表达水平均下降(P<0.05)。免疫荧光实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组内质网应激相关蛋白PDI和自噬相关蛋白LC3的荧光强度明显减弱。④在细胞水平,MTT实验结果表明,当LPS浓度为1、5、10μg/ml时能减少A549细胞活性(P<0.05)。MTT实验结果表明,与LPS组相比,应用4-PBA抑制内质网应激后,A549细胞活性增加(P<0.05)。⑤在细胞水平, Western blot和免疫荧光实验结果表明,与 LPS组相比,4-PBA+LPS组NF-κB通路相关蛋白表达、NF-κB p65入核和IL-6表达均减少(P<0.05)。⑥在细胞水平,Western blot实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组内质网应激相关蛋白表达均减少(P<0.05)。⑦在细胞水平,MDC染色实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组自噬空泡数量明显减少。免疫荧光染色实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组自噬相关蛋白LC3荧光表达明显减弱。Western blot实验结果表明,与LPS组相比,4-PBA+LPS组AKT/mTOR通路相关蛋白表达升高(P<0.05)。⑧在细胞水平,应用自噬抑制剂3-MA明显抑制LPS诱导的细胞自噬。MTT实验结果表明,与LPS组相比,3-MA明显增强了由LPS引起的A549细胞活性下降(P<0.01)。Western blot实验结果表明,与LPS组相比,3-MA+LPS组内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP的表达上升(P<0.05)。 结论:⑴LPS滴鼻诱导小鼠急性肺损伤和炎症与激活内质网应激有关。⑵在体内外水平,4-PBA抑制内质网应激,进一步抑制NF-κB信号通路,从而降低炎性介质的释放,保护细胞免于LPS诱导的损伤。⑶4-PBA通过激活经典AKT/mTOR信号通路抑制LPS诱导的自噬。⑷利用自噬抑制剂3-MA加重了LPS对细胞的损伤,表明内质网应激相关的自噬在LPS引起的细胞损伤中很可能是细胞的一种自我保护机制。