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尿酸(uric acid,UA)作为体内嘌呤代谢产物,是血浆中主要的抗氧化物之一,能有效抵抗氧自由基导致的氧化应激。然而在人类进化中,由于丢失了尿酸酶这一基因,导致人体血液中的UA 比其他哺乳动物体内高出10倍左右。当人体血尿酸浓度高于6.8mg/dl时被定义为高尿酸血症(hyperuricemia)。高尿酸血症与多种心血管疾病的病理过程相关,如高血压、冠心病、动脉粥样硬化等。其中,高尿酸与高血压密切相关。甚至有学者倾向于认为,高尿酸血症甚至高于生理浓度的UA是高血压的独立危险因素。高血压作为系统性疾病,与血管的炎症状态密切相关。高尿酸参与高血压的机制可能与高尿酸的促炎症作用相关,且在目前的研究中,其相关机制主要有:UA诱导内皮细胞产生炎症、功能紊乱、产生氧化应激并促进平滑肌细胞增殖等。然而,由于相关机制研究不足,仍没有确凿的证据支持使用降尿酸药物治疗高血压。高迁移率族蛋白-1(High mobility group box-1,HMGB1)作为一种警报素,在感染性和非感染性炎症条件下均释放到细胞外,激活免疫系统以应对细胞损伤。NOD样受体(NOD-like receptor,NLR)家族蛋白3(NLRP3)炎性体是由NLRP3,凋亡相关微粒蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)和胱冬肽酶-1前体(pro-caspase-1,pro-CASP1)组成的异源三聚体,其主要作用是识别非微生物危险信号并诱发无菌性炎症反应。NLRP3炎性体通路需要两步激活:第一步需要炎性体启动信号,负责诱导NLRP3通路相关分子表达量上调;第二步需要炎性体活化信号,负责诱导NLRP3炎性体复合物的募集,切割上调的IL-1β前体(pro-IL-1β)形成成熟的IL-1β并释放于胞外诱发炎症反应。UA是否可能诱发血管内HMGB1释放,同时激活NLRP3炎性体通路诱发血管炎症反应,从而参与高血压的形成呢?由此我们提出研究思路:在大鼠体内建立高尿酸血症诱导的高血压模型,探讨可溶性高尿酸是否激活大鼠血管HMGB1释放和NLRP3炎性体活化。同时,在体外探究UA是否通过激活EC和VSMC的HMGB1和NLRP3炎性体通路来诱发血管炎症,从而参与高血压的形成,为新的抗高血压药物提供理论依据和新靶点。1.通过喂养氧嗪酸钾饲料诱导大鼠形成轻度高尿酸血症,并检测大鼠血压。结果显示,高尿酸血症显著升高大鼠收缩压。用免疫组化分析了大鼠血管和肾组织HMGB1的表达情况。结果显示,高尿酸血症诱导HMGB1在内皮细胞和肾小管上皮细胞高表达,且释放到细胞质;用免疫组化分析了大鼠血管和肾组织NLRP3的表达情况。结果显示,高尿酸血症诱导NLRP3在内皮细胞和肾小管上皮细胞高表达;2.体外研究中,采用实时定量PCR分析了 UA对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)炎症细胞因子mRNA水平的影响。结果显示,可溶性高尿酸诱导HUVECs表达多种细胞黏附分子和趋化因子;3.采用实时定量PCR分析了 UA对HUVECs内一氧化氮合酶(eNOS)mRNA 水平的影响。结果显示,可溶性高尿酸显著下调HUVECs内eNOS表达量从而可能诱导EC功能障碍;4.通过活性氧(ROS)检测试剂盒检测了 UA对HUVECs和人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)胞质内ROS水平的影响。结果表明,可溶性高尿酸诱导HUVECs和HASMCs内ROS 水平上调;5.采用免疫荧光染色分析了不同时间、不同浓度的UA对HUVECs和HASMCs内HMGB1释放的影响。结果显示,UA在不同浓度和不同时间刺激下对HMGB1从细胞核释放没有显著影响;采用实时定量PCR分析了 UA对HUVECs内HMGB1受体RAGE的mRNA水平的影响。结果显示,RAGE mRNA水平无明显变化;采用实时定量PCR和Western blot分析不同时间、不同浓度的UA对HUVECs和HASMCs内HMGB1 mRNA水平和蛋白表达的影响。结果显示,6h-48h、50μg/ml-300μg/ml的UA刺激均没有显著影响HMGB1的mRNA和蛋白水平;6.采用免疫荧光染色技术分析了可溶性高尿酸对HMGB1受体通路中NF-κB的影响。结果显示,UA对NF-κB没有明显的激活作用;7.采用实时定量PCR和Western blot分析不同时间、不同浓度的UA对HUVECs和HASMCs内NLRP3炎性体通路启动的影响。结果显示,6h-48h、50μg/ml-300μg/ml的UA刺激均没有启动NLRP3炎性体通路;通过免疫荧光染色检测了可溶性高尿酸对HUVECs内NLRP3炎性体通路活化的影响。结果显示,UA诱导HUVECs内NLRP3-ASC复合体形成。本研究在体内成功建立高尿酸血症诱导的高血压动物模型,且证实高尿酸血症在血管和肾脏诱发HMGB1表达上调并从细胞核释放,同时诱导NLRP3高表达,提示UA在体内可能激活HMGB1和NLRP3通路参与高血压的发生。在体外,可溶性高尿酸诱导内皮细胞活化并产生活性氧。然而,细胞实验中,UA对HMGB1无显著影响,也无法诱导NLRP3启动。虽然UA诱导NLRP3-ASC复合体形成,但对IL-1β的产生没有显著影响。但不能排除UA在其他因素协同作用下诱导NLRP3炎性体的激活。另外,本研究中大鼠体内实验和人源细胞实验结果差距较大,这可能与体内外微环境和种属不同相关。