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背景与目的:败血症是由感染引起的全身炎症反应,常因诱发多器官功能衰竭而致死。革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分——脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是诱导败血症的主要成分,LPS可通过与细胞中的跨膜糖蛋白Toll样受体4(Toll-like Receptor 4,TLR4)特异性结合,刺激炎症细胞产生大量的促炎因子如:TNF-α、IL-1β等,诱发败血症,表现为全身炎症反应。急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是败血症的常见并发症之一,临床上常因无有效治疗方案而加重病情,导致肾功能衰竭,提高败血症的死亡率。因此,寻找有效抑制AKI的新靶点对于改善败血症的愈后有重要意义。本实验室前期研究报道了:在抗原分化簇38(Cluster of Differentiation,CD38)缺失的小鼠DCs中TLR4的表达显著升高,却表现为抑制胶原诱导性关节炎症反应;CD38缺陷的小鼠脾脏B细胞中TLR4的表达也显著升高,伴B细胞发育阻滞,而B细胞发育障碍与抗感染能力下降密切相关。因此,我们拟探讨CD38缺失引起的TLR4升高是否对LPS诱导的败血症肾损伤有促进作用。本研究旨在:1.探讨CD38缺失对小鼠LPS诱导的败血症的影响及TLR4在其中的作用;2.阐明TLR4在CD38缺失加重小鼠LPS诱导的败血症肾损伤中的作用及关键节点;3.探索TLR4/NF-κB通路在CD38缺失加重小鼠LPS诱导的败血症肾损伤中的作用及其机制。这方面的研究将拓宽我们对CD38在LPS诱导的败血症中作用的认识,为LPS诱导的败血症小鼠肾损伤影响因素的研究提供新的理论依据,同时为临床LPS诱导的败血症肾损伤的治疗提供新的靶点。研究方法:1.取8周龄雄性WT(野生型C57BL/6)、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠各20只,其中正常对照组和LPS处理组(20mg/kg)各10只,比较其在LPS刺激前后的体重、毛色、精神状态等变化以及小鼠存活率情况。2.LPS刺激前后的WT、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠肾脏,制作切片并通过苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色,比较其病理改变的差异。3.LPS刺激2h后的WT、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠,取其血清进行多因子分析,比较相关促炎因子(IFN-γ、TNF-α、IL-1β和IL-6等)的表达情况。4.LPS刺激2h后的WT、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠,提取肾脏组织RNA并逆转录为c DNA,通过Real-time qPCR技术检测CD38、TLR4及促炎因子IL-1β、TNF-α、IL-6、IFN-γ和iNOS的mRNA表达水平。5.LPS刺激2h后的WT、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠,取其血清,通过自动生化分析仪按照标准化操作规程检测肾功能相关指标:血肌酐(SCr)、尿素氮(BUN)和尿酸(UA)的表达水平。6.LPS刺激前后的WT、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠肾脏,通过免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)染色,并检测TLR4、NF-κB p65和NF-κB p105的表达水平。7.LPS刺激2h后的WT、CD38-/-及CD38-/-TLR4mut小鼠,取其肾脏,通过蛋白免疫印迹法(Western blotting)检测其CD38、TLR4、NF-κB p65、NF-κB p105、p-NF-κB p65和p-NF-κB p105的蛋白表达水平。研究结果:1.LPS刺激后,0-72h期间小鼠体重下降明显,伴随颤栗、畏寒、萎靡不振、眼角白色分泌物增多等表现;且LPS刺激后的三组小鼠的存活率下降,其中CD38缺失小鼠的死亡率最高。2.与正常WT小鼠相比,LPS刺激2h后小鼠体重下降率最为明显。3.与正常WT小鼠相比,LPS刺激2h后,血清中促炎因子IFN-γ(p<0.01)、TNF-α(p<0.01)、IL-1β(p<0.01)和IL-6(p<0.01)的表达显著升高。4.LPS刺激2h后,CD38-/-小鼠血清中促炎因子IFN-γ(p<0.01)、TNF-α(p<0.05)和IL-1β(p<0.01)的表达显著高于WT小鼠血清,而IL-6表达无显著差异;与CD38-/-小鼠相比,CD38-/-TLR4mut小鼠血清中只有IFN-γ的表达下降有统计学差异。5.LPS刺激2h后,肾脏组织中TLR4(p<0.05)及促炎因子IFN-γ(p<0.05)、TNF-α(p<0.01)、IL-1β(p<0.01)、IL-6(p<0.01)和iNOS(p<0.01)的mRNA表达显著升高;与CD38-/-小鼠相比,CD38-/-TLR4mut小鼠的肾脏组织中TLR4(p<0.01)及以上促炎因子mRNA表达均显著下降,除TLR4以外,促炎因子表达水平与WT小鼠趋于一致。6.LPS刺激前,WT、CD38-/-和CD38-/-TLR4mut小鼠肾脏组织未见病理改变;LPS刺激2h后,小鼠肾脏损伤程度均加重,表现为肾小管管腔变小、肾小球毛细血管腔变窄以及炎性细胞浸润增加;LPS刺激2h后,与WT小鼠相比,CD38-/-小鼠肾脏以上病理改变更严重,而CD38-/-TLR4mut小鼠肾脏未见明显病理改变。7.LPS刺激2h后,与正常WT小鼠相比,小鼠血清中的血肌酐(SCr)(p<0.05)和尿素氮(BUN)(p<0.05)的表达显著升高,尿酸(UA)表达无显著性差异。8.LPS刺激2h后,小鼠血清中血肌酐(SCr)(p<0.01)、尿素氮(BUN)(p<0.01)和尿酸(UA)(p<0.01)的表达均显著升高,且CD38-/-小鼠血清中的以上指标高于另外两组。9.正常组WT和CD38-/-小鼠肾脏组织间TLR4表达及NF-κB(p65和p105)的表达无差异,CD38-/-TLR4mut小鼠肾脏组织中TLR4表达下降,但NF-κB(p65和p105)的表达无差异;LPS刺激2h后,TLR4表达升高,伴NF-κB(p65和p105)的活化入核明显增加,其中CD38-/-小鼠肾脏中TLR4表达及NF-κB(p65和p105)的活化入核程度最高。10.LPS刺激2h后,与WT小鼠相比,CD38-/-小鼠肾脏中TLR4表达及NF-κB(p65和p105)的磷酸化水平显著增加,而CD38-/-TLR4mut小鼠肾脏组织中TLR4表达及NF-κB(p65和p105)的磷酸化水平均显著降低。结论:CD38缺失通过促进小鼠肾脏中TLR4的表达,激活NF-κB通路,介导肾脏组织中促炎因子的产生,从而加重LPS诱导的败血症急性肾损伤。本论文为以CD38作为败血症肾损伤的潜在治疗靶点提供了新的理论依据。