香烟烟雾暴露对小鼠肺部和小鼠骨髓来源树突状细胞焦亡的影响

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第一部分:香烟烟雾暴露对实验小鼠肺部细胞焦亡的影响目的:观察肺气肿实验小鼠模型肺部与焦亡相关蛋白表达情况。方法:将普通C57BL/6小鼠按完全随机的方法分为的两组:一组为烟熏组,另一组为空气对照组。烟熏组小鼠接受香烟烟雾暴露24周,空气组在相同环境下饲养24周。后处死实验小鼠,收集肺组织。部分肺叶于病理组织固定液中固定,采用HE染色在电子光学显微镜下观察肺部病理改变,对比动物模型肺泡平均内衬间隔的大小。蛋白质免疫印迹法检测剩余肺组织总蛋白中NLRP3、GSDMD-FL、Caspase-1 p10、GSDMD-N端片段蛋白的表达。结果:(1)HE染色显示在空气对照组小鼠中,其肺泡的结构无异常,肺泡壁基本不存在融合与断裂的现象,无炎性细胞浸润。实验组小鼠的肺泡壁变薄,断裂,存在肺泡壁融合及肺泡腔的增大,有明显的炎性细胞浸润伴管壁的破坏。香烟烟雾暴露组小鼠的肺泡内衬间隔对比空气暴露组明显增大(P<0.05)。(2)肺组织总蛋白的表达:对比空气暴露组小鼠,在烟熏组小鼠肺组织中,NLRP3、Caspase-1 p10、GSDMD-N端蛋白的表达量明显上升,P<0.05(P=0.038,P=0.006,P=0.011)。GSDMD-FL蛋白的表达量无明显差异。结论:香烟烟雾暴露造成的肺气肿动物模型中,小鼠肺组织焦亡相关蛋白表达升高,香烟烟雾暴露能激活经典焦亡信号通路,诱发细胞焦亡,在慢性阻塞性肺疾病的炎症机制中发挥着作用。第二部分香烟烟雾提取物对小鼠骨髓来源树突状细胞焦亡通路的影响目的:观察在香烟烟雾提取物的刺激下小鼠骨髓来源的树突状细胞中是否存在细胞焦亡通路的激活和是否存在IL-1β的过度表达。方法:用符合动物伦理的方法处死实验小鼠,后用骨髓提取单个核细胞,在培养过程中加入粒-单集落刺激因子(GM-CSF)、白细胞介素-4(IL-4)和完全培养基诱导其分化为高纯度的树突状细胞。将提取的细胞分为空白对照组和香烟烟雾提取物刺激组。用不同浓度香烟烟雾提取物刺激树突状细胞,蛋白免疫印迹法检测细胞中焦亡通路中相关蛋白的表达。流式细胞法检测所提取树突状细胞的浓度以及IL-1β的表达。结果:对比空白对照组,刺激组小鼠骨髓来源树突状细胞中,NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N端蛋白的表达量明显上升,且随着香烟烟雾提取物浓度的提高,目的蛋白的表达也明显上升,P<0.05。GSDMD-FL蛋白的表达无明显差异。流式细胞术测定所提取树突状细胞纯度为94.7%。香烟烟雾提取物刺激下树突状细胞IL-1β表达量较对照组有明显的上升(P<0.05)。结论:香烟烟雾提取物刺激下,小鼠骨髓来源树突状细胞焦亡通路相关蛋白表达升高,香烟烟雾提取物能激活Caspase-1所介导的焦亡信号通路,诱导树突状细胞焦亡,其诱导细胞焦亡的程度与提取物浓度相关。并在其细胞焦亡过程中存在IL-1β的过度表达。细胞焦亡可能通过效应因子IL-1β导致Th17/Treg免疫失衡促进COPD的发生发展。
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