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目的
1.观察人支气管上皮(BEAS-2b)细胞在呼吸道合胞病毒(RSV)感染及姜黄素衍生物(H33L42H3)干预后黏蛋白5ac(Muc5ac)mRNA、蛋白及白细胞介素33(IL-33)蛋白水平的变化,探讨RSV感染后及姜黄素衍生物对气道黏液分泌的调控作用及机制。
2.观察Notch通路γ-分泌酶特异性抑制剂(DAPT)阻断对RSV感染及姜黄素衍生物干预后BEAS-2b细胞Notch1、Jagged1、Muc5acmRNA表达、蛋白水平及IL-33蛋白水平的变化,探讨Notch信号通路在RSV感染气道粘液高分泌的作用机制及姜黄素衍生物的干预效应。
3.为临床应用姜黄素衍生物治疗RSV感染引起的气道黏液高分泌提供实验依据,为RSV感染治疗药物的研发提供新思路。
方法
1.将BEAS-2b细胞传代培养,待细胞生长至80%-90%左右时,于96孔板中配制100μL的BEAS-2b细胞悬液,培养板预培养24h(在37℃,5%CO2),向培养板加入10μL的10-50μmol/L的H33L42H3、DATP及0.1%DMSO。将培养板分别孵育12h、24h,向每孔加入10μLCCK-8溶液。在培养箱内孵育1-4h后,用酶标仪测定450nm吸光度。
2.建立RSV感染的体外BEAS-2b细胞模型,将BEAS-2b细胞传代培养,待细胞生长至80%-90%左右时,按每孔2*105传代于六孔板中,随机分成5组:A组(H33L42H3+RSV组)、B组(DAPT+H33L42H3+RSV组)、C组(DAPT+RSV组)、D组(RSV对照组)和E组(DMSO细胞对照组)。RSV感染BEAS-2b细胞造模前0.5h,A组予H33L42H3(10μmol/L)预处理,B组在H33L42H3预处理前先以DAPT(20μmol/L)预处理1h。A-E组以100TCID50RSV感染吸附BEAS-2b细胞2h后加维持液继续培养,各组分别培养至12h、24h收获细胞及上清液进行检测。
3.实时荧光定量(RT-PCR)检测上述2个时间点各组Notch1、Jagged1、Muc5acmRNA表达情况。
4.WesternBlot法检测Notch1、Jagged1、Muc5ac蛋白水平。
5.酶联免疫吸附试验(ELISA)检测培养上清液中IL-33蛋白。
结果
1.病毒滴度测定:
本实验RSV的TCID50为10-4.6/50μl,病毒攻击量为100TCID50。即10-2.6/50μl。
2.H33L42H3、DAPT及0.1%DMSO的细胞毒性:
10μmol/LH33L42H3、20μmol/LDAPT及0.1%DMSO处理后两个时间点(12h、24h)BEAS-2b细胞存活率分别99.0%、98.8%;99.6%、98.6%和99.6%、98.8%与细胞对照组相比差异无统计学意义(均P>0.05),表明上述浓度的药物对BEAS-2b细胞无毒性作用。
3.H33L42H3、DAPT干预后RSV感染的细胞病变:
感染RSV后,BEAS-2b细胞出现细胞病变效应(CPE),形态凌乱,皱缩成团,甚至漂浮,并出现大量异常颗粒,有明显的合胞体形成。E组未见CPE现象;D组CPE现象最为严重,且与12h相比,24hCPE现象更为显著,而与D组相比,A、B、C组RSV感染的CPE现象较为不明显,B组尤为不明显,且与12h相比,24hCPE现象更不明显,呈时间依赖性,表明H33L42H3可通过Notch信号通路提高细胞存活率。
4.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后Notch1mRNA表达及蛋白水平变化:
E组Notch1mRNA表达量和蛋白表达量最少,与E组相比,D组mRNA表达量和蛋白水平在RSV感染后12h、24h两个时间点均显著增加(均P<0.05),其中24h增加更为明显;与D组相比,两个时间点A组、B组、C组Notch1mRNA表达量及蛋白水平均有所减少(均P<0.05),以B组表达量减少最明显(均P<0.01);而A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。
5.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后Jagged1mRNA表达及蛋白水平变化:
E组Jagged1mRNA及蛋白水平仅少量表达,与E组相比,D组mRNA表达量及蛋白水平在RSV感染后12h、24h两个时间点均增加显著(均P<0.05),24h增加更显著;与D组相比,两个时间点的A组、B组、C组表达量均有减少(均P<0.05),而B组Jagged1mRNA及蛋白表达量降低最显著(均P<0.01);A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。
6.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后Muc5acmRNA表达及蛋白水平变化:
E组Muc5acmRNA及蛋白水平均呈低表达,在感染RSV12h、24h后,与D组相比,A组、B组、C组表达量均有降低(均P<0.05),其中B组表达量最低(均P<0.01);A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。与E组相比,D组Muc5acmRNA及蛋白水平表达量明显升高(均P<0.05)。
7.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后IL-33蛋白水平变化:
E组IL-33蛋白水平呈低水平,与D组相比,感染RSV后两个时间点12h和24hA组、B组、C组蛋白水平均明显减少(均P<0.05),其中B组蛋白水平最低(均P<0.01),A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。与E组相比,D组表达量明显增高(均P<0.05)。
结论:
1.RSV感染后Muc5ac蛋白表达增加,表明RSV感染可引起气道黏液高分泌;同时Notch1、Jagged1、IL-33表达增加,表明Notch1信号通路通过介导IL-33的释放参与RSV感染后气道黏液高分泌过程。
2.H33L42H3下调Notch1、Jagged1、IL-33的表达,通过抑制Notch1信号传导通路介导的IL-33的释放,同时,DAPT干预后可抑制RSV感染后Notch1信号通路的激活,与H33L42H3具有相同效应,进一步证实H33L42H3可通过抑制Notch1信号传导通路介导的IL-33的释放,参与调控RSV感染气道黏液高分泌过程。
1.观察人支气管上皮(BEAS-2b)细胞在呼吸道合胞病毒(RSV)感染及姜黄素衍生物(H33L42H3)干预后黏蛋白5ac(Muc5ac)mRNA、蛋白及白细胞介素33(IL-33)蛋白水平的变化,探讨RSV感染后及姜黄素衍生物对气道黏液分泌的调控作用及机制。
2.观察Notch通路γ-分泌酶特异性抑制剂(DAPT)阻断对RSV感染及姜黄素衍生物干预后BEAS-2b细胞Notch1、Jagged1、Muc5acmRNA表达、蛋白水平及IL-33蛋白水平的变化,探讨Notch信号通路在RSV感染气道粘液高分泌的作用机制及姜黄素衍生物的干预效应。
3.为临床应用姜黄素衍生物治疗RSV感染引起的气道黏液高分泌提供实验依据,为RSV感染治疗药物的研发提供新思路。
方法
1.将BEAS-2b细胞传代培养,待细胞生长至80%-90%左右时,于96孔板中配制100μL的BEAS-2b细胞悬液,培养板预培养24h(在37℃,5%CO2),向培养板加入10μL的10-50μmol/L的H33L42H3、DATP及0.1%DMSO。将培养板分别孵育12h、24h,向每孔加入10μLCCK-8溶液。在培养箱内孵育1-4h后,用酶标仪测定450nm吸光度。
2.建立RSV感染的体外BEAS-2b细胞模型,将BEAS-2b细胞传代培养,待细胞生长至80%-90%左右时,按每孔2*105传代于六孔板中,随机分成5组:A组(H33L42H3+RSV组)、B组(DAPT+H33L42H3+RSV组)、C组(DAPT+RSV组)、D组(RSV对照组)和E组(DMSO细胞对照组)。RSV感染BEAS-2b细胞造模前0.5h,A组予H33L42H3(10μmol/L)预处理,B组在H33L42H3预处理前先以DAPT(20μmol/L)预处理1h。A-E组以100TCID50RSV感染吸附BEAS-2b细胞2h后加维持液继续培养,各组分别培养至12h、24h收获细胞及上清液进行检测。
3.实时荧光定量(RT-PCR)检测上述2个时间点各组Notch1、Jagged1、Muc5acmRNA表达情况。
4.WesternBlot法检测Notch1、Jagged1、Muc5ac蛋白水平。
5.酶联免疫吸附试验(ELISA)检测培养上清液中IL-33蛋白。
结果
1.病毒滴度测定:
本实验RSV的TCID50为10-4.6/50μl,病毒攻击量为100TCID50。即10-2.6/50μl。
2.H33L42H3、DAPT及0.1%DMSO的细胞毒性:
10μmol/LH33L42H3、20μmol/LDAPT及0.1%DMSO处理后两个时间点(12h、24h)BEAS-2b细胞存活率分别99.0%、98.8%;99.6%、98.6%和99.6%、98.8%与细胞对照组相比差异无统计学意义(均P>0.05),表明上述浓度的药物对BEAS-2b细胞无毒性作用。
3.H33L42H3、DAPT干预后RSV感染的细胞病变:
感染RSV后,BEAS-2b细胞出现细胞病变效应(CPE),形态凌乱,皱缩成团,甚至漂浮,并出现大量异常颗粒,有明显的合胞体形成。E组未见CPE现象;D组CPE现象最为严重,且与12h相比,24hCPE现象更为显著,而与D组相比,A、B、C组RSV感染的CPE现象较为不明显,B组尤为不明显,且与12h相比,24hCPE现象更不明显,呈时间依赖性,表明H33L42H3可通过Notch信号通路提高细胞存活率。
4.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后Notch1mRNA表达及蛋白水平变化:
E组Notch1mRNA表达量和蛋白表达量最少,与E组相比,D组mRNA表达量和蛋白水平在RSV感染后12h、24h两个时间点均显著增加(均P<0.05),其中24h增加更为明显;与D组相比,两个时间点A组、B组、C组Notch1mRNA表达量及蛋白水平均有所减少(均P<0.05),以B组表达量减少最明显(均P<0.01);而A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。
5.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后Jagged1mRNA表达及蛋白水平变化:
E组Jagged1mRNA及蛋白水平仅少量表达,与E组相比,D组mRNA表达量及蛋白水平在RSV感染后12h、24h两个时间点均增加显著(均P<0.05),24h增加更显著;与D组相比,两个时间点的A组、B组、C组表达量均有减少(均P<0.05),而B组Jagged1mRNA及蛋白表达量降低最显著(均P<0.01);A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。
6.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后Muc5acmRNA表达及蛋白水平变化:
E组Muc5acmRNA及蛋白水平均呈低表达,在感染RSV12h、24h后,与D组相比,A组、B组、C组表达量均有降低(均P<0.05),其中B组表达量最低(均P<0.01);A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。与E组相比,D组Muc5acmRNA及蛋白水平表达量明显升高(均P<0.05)。
7.RSV感染及H33L42H3、DAPT干预后IL-33蛋白水平变化:
E组IL-33蛋白水平呈低水平,与D组相比,感染RSV后两个时间点12h和24hA组、B组、C组蛋白水平均明显减少(均P<0.05),其中B组蛋白水平最低(均P<0.01),A组与C组相比,同一时间点表达量相近,差异无统计学意义。与E组相比,D组表达量明显增高(均P<0.05)。
结论:
1.RSV感染后Muc5ac蛋白表达增加,表明RSV感染可引起气道黏液高分泌;同时Notch1、Jagged1、IL-33表达增加,表明Notch1信号通路通过介导IL-33的释放参与RSV感染后气道黏液高分泌过程。
2.H33L42H3下调Notch1、Jagged1、IL-33的表达,通过抑制Notch1信号传导通路介导的IL-33的释放,同时,DAPT干预后可抑制RSV感染后Notch1信号通路的激活,与H33L42H3具有相同效应,进一步证实H33L42H3可通过抑制Notch1信号传导通路介导的IL-33的释放,参与调控RSV感染气道黏液高分泌过程。