晚期糖基化终末产物对糖尿病小鼠角膜树突状细胞的影响及机制研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lqlq2323
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目的:通过体外诱导小鼠骨髓源树突状细胞(bone marrow-derived dendritic cells,BMDCs),以及链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导1型糖尿病小鼠模型,探讨晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)对糖尿病小鼠角膜病变中树突状细胞(dendritic cells,DCs)功能的影响及其机制。方法:1.AGEs对小鼠BMDCs功能及下游关键信号通路活化的影响。无菌制备小鼠骨髓单细胞悬液,并用IL-4(10ng/m L)和GM-CSF(20ng/m L)诱导成为BMDCs,然后将其随机分为空白对照(CON)组、BSA组和AGE-BSA组,其中BSA与AGE-BSA均按200μg/m L的浓度分别处理BMDCs 12h和24h。通过酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测IFN-β在上清液内的含量;利用Real-Time PCR(RT-PCR)分析主要炎症相关因子(IFN-β、CXCL10、IFIT1、IL-6、IL-12p35和IL-1β)的表达水平;通过Western blot分析BMDCs中关键信号蛋白TBK1、IRF3和p65的磷酸化水平。2.糖尿病对小鼠角膜内AGEs及炎症因子表达水平的影响。将雄性C57BL/6小鼠(6周)随机分为正常对照(CON)组及糖尿病(diabetes mellitus,DM)组。DM组为通过腹腔注射STZ诱导的1型糖尿病小鼠。选择成模后6个月的DM小鼠及同周龄的正常小鼠眼球,利用Western blot检测两组小鼠角膜内AGEs的表达水平;利用RT-PCR检测两组小鼠角膜内IFN-β等炎症相关因子的表达水平。3.cGAS/STING信号通路在AGEs诱导BMDCs活化中的作用。利用IL-4和GM-CSF体外诱导野生型(wild-type,WT)、cGAS及STING基因缺失型(knockout,KO)小鼠BMDCs,并将不同来源的BMDCs随机分为空白对照组和AGE-BSA组。AGE-BSA处理12h后,分别收集BMDCs与细胞上清液。借助ELISA检测不同组别BMDCs上清液IFN-β的浓度;利用RT-PCR检测不同组别BMDCs炎症因子表达情况;借助Western blot分析cGAS/STING通路下游TBK1、IRF3以及p65的磷酸化水平。4.Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)信号通路在AGEs活化BMDCs中的作用。体外诱导BMDCs,并随机分为空白对照组、AGE-BSA组及TAK-242组(AGE-BSA+TLR4抑制剂TAK-242(5μM))。通过ELISA评估不同组别细胞上清液中IFN-β的浓度;利用RT-PCR检测主要炎症相关因子(同方法1)的转录水平;使用Western Blot分析下游TBK1、IRF3和p65蛋白的磷酸化水平。5.TLR4信号通路抑制剂TAK-242对糖尿病小鼠角膜上皮损伤修复的影响。将C57BL/6雄性小鼠随机分为以下三组:CON+solvent组(solvent为1%DMSO+99%PBS)、DM+solvent组、DM+TAK-242组(0.375mg/m L),其中TAK-242于角膜上皮刮除的同时行结膜下注射。使用角膜上皮刮刀和2.5mm环钻刮除小鼠角膜上皮,于刮除后0h、24h和40h行荧光素钠染色照相,并观察角膜上皮愈合的情况。结果:1.AGEs促进BMDCs活化。与CON组及BSA组相比较,AGE-BSA组上清液内IFN-β的浓度明显升高;RT-PCR结果示AGE-BSA可显著上调IFN-β、CXCL10、IFIT1、IL-6、IL-12p35和IL-1βm RNA的表达;Western Blot显示AGEBSA处理后,BMDCs中TBK1、IRF3和p65蛋白磷酸化水平明显增加。以上结果均在AGE-BSA作用后12h最明显。提示AGE-BSA可能通过激活NF-κB和IRF3信号通路活化BMDCs。2.糖尿病引起角膜AGEs沉积及炎症因子表达增加。Western Blot结果显示,与同龄正常小鼠相比,糖尿病小鼠角膜中AGEs蛋白表达水平显著增加。RT-PCR结果示糖尿病小鼠角膜内IFN-β和IFIT1 m RNA表达水平较正常小鼠上调。证实了糖尿病小鼠角膜中AGEs的异常堆积及炎性相关因子的上调。3.AGEs活化BMDCs不依赖于cGAS/STING信号通路。与WT BMDCs相比,AGE-BSA处理的cGAS KO与STING KO BMDCs中,炎性相关细胞因子的表达并未出现下调;Western Blot结果显示,AGE-BSA处理的cGAS KO与STING KO BMDCs中,TBK1、IRF3和p65蛋白的磷酸化水平较WT BMDCs未发生明显变化。以上结果表明AGE-BSA活化BMDCs不依赖于cGAS/STING信号通路。4.AGEs活化BMDCs依赖于TLR4信号通路。ELISA与RT-PCR的结果显示,TAK-242明显抑制IFN-β、CXCL10、IFIT1、IL-6、IL-12p35及IL-1β的表达;Western Blot结果证实TAK-242干预显著降低BMDCs中TBK1、IRF3和p65蛋白的磷酸化水平。以上结果表明AGE-BSA活化BMDCs依赖于TLR4信号通路。5.阻断TLR4信号通路促进糖尿病角膜上皮损伤修复。在角膜上皮刮除后24h和40h,糖尿病小鼠角膜上皮愈合较正常小鼠明显延迟;但TAK-242干预后,可明显促进糖尿病小鼠角膜上皮损伤愈合。以上结果表明TLR4信号通路诱导的炎症反应导致糖尿病小鼠角膜上皮损伤修复延迟。结论:1.与同龄正常小鼠相比,糖尿病小鼠角膜中存在AGEs异常累积和炎症反应;2.AGEs通过活化DCs中的TLR4信号通路引起糖尿病角膜的慢性炎症反应;3.通过TAK-242阻断TLR4信号通路可促进糖尿病角膜病变上皮损伤修复。
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