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目的: 本实验拟观察肝脏组织囊性纤维化跨膜转导调节因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)表达改变及其介导的内质网应激(en-doplasmic reticulum stress,ERS)在高同型半胱氨酸血症(hyperhomo cysteinemia,HHcy)致ApoE-/-鼠动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)脂代谢紊乱中的作用及其机制,探讨HHcy致AS的可能作用靶点。 方法: 选用SPF级近交系C57BL/6J背景的5周龄雄性ApoE-/-小鼠为研究对象,适应环境一周后,将小鼠随机分为4组:正常对照组(n=6):选择健康5周龄雄鼠(SPF级C57BL/6J),饲以正常饮食。另选5周龄雄性纯合子 ApoE-/-鼠(SPF级近交系C57BL/6J)18只,随机分为3组,每组6只:ApoE-/-对照组、高蛋氨酸组、干预组,分别给予正常饮食、高蛋氨酸饮食、高蛋氨酸饮食加0.006%叶酸及0.0004%维生素B12。喂养14周后眼球取血,分离血清,用酶联免疫吸附法检测血清同型半胱氨酸水平;主动脉病理切片进行HE染色、肝脏冰冻切片进行油红O染色;全自动生化分析仪检测血清LDL、HDL、TG、CHOL含量;DAPI染色观察肝组织细胞核;透射电镜观察肝组织超微结构;实时定量荧光 PCR检测小鼠肝组织CFTR、葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein78,GRP78)、活化转录因子6(activating transcription factor6,ATF6)、蛋白激酶样内质网激酶(protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、X盒结合蛋白-1(X-box binding protein-1,XBP-1)mRNA的表达以及免疫组织化学法检测小鼠肾脏CFTR蛋白的表达;酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测肝组织中caspase-12、Grp78、ATF6、PERK、XBP-1的含量; 结果高蛋氨酸组小鼠血清Hcy水平显著增加(P<0.01),干预组血清Hcy水平较高蛋氨酸组降低(P<0.05);主动脉HE染色结果显示与正常对照组比较,高蛋氨酸组小鼠主动脉管壁可见大量动脉粥样硬化样物质,干预组小鼠主动脉管壁病变较高蛋氨酸组有所缓解。由此表示,小鼠HHcy和动脉粥样硬化双模型建立成功。 全自动生化仪结果显示高蛋氨酸组血清LDL、TG、CHOL含量显著增加(P<0.01)、血清HDL含量显著降低(P<0.01),干预组血清LDL、TG、CHOL含量较高蛋氨酸组降低(P<0.05)、血清HDL含量较高蛋氨酸组增加(P<0.05);肝脏油红O染色结果显示与正常对照组比较,高蛋氨酸组小鼠肝脏可见大量脂滴存在,干预组小鼠肝脏脂滴较高蛋氨酸组减少。 4000倍镜下线粒体肿胀或浓缩、嵴断裂或变短、粗面内质网和滑面内质网均大量增生,干预组线粒体略有肿胀,粗面内质网和滑面内质网略有增生。实时定量荧光 PCR结果显示,高蛋氨酸组GRP78、ATF6、PERK、XBP-1 mRNA的表达组显著增加(P<0.01),干预组GRP78、ATF6、PERK、XBP-1 mRNA的表达较高蛋氨酸组显著降低(P<0.01);ELISA结果表明高蛋氨酸组Grp78、PERK、ATF6、XBP-1含量显著增加(P<0.01),干预组血清Grp78、PERK、ATF6、XBP-1含量较高蛋氨酸组降低(P<0.05)。 DAPI染色结果显示高蛋氨酸组可见细胞核增大,细胞核膜与周围边界不清晰,干预组细胞核则大小较均一,核膜光滑。透射电镜结果显示700倍镜下高蛋氨酸组染色质聚集浓缩或边缘化,可见凋亡小体及前体,干预组细胞膜完整,染色质略微聚集凝固未见凋亡小体及前体。ELISA结果显示高蛋氨酸组caspase-12的含量显著增加(P<0.05)干预组caspase-12的含量含量较高蛋氨酸组降低。 实时定量荧光PCR结果显示,高蛋氨酸组CFTR mRNA的表达显著降低(P<0.01),干预组CFTR mRNA的表达较高蛋氨酸组显著增加(P<0.01);小鼠肝组织经免疫组化染色后通过Image Pro Plu6.0软件统计CFTR蛋白阳性染色区域,免疫组织化学法检测CFTR蛋白的表达与其mRNA的表达变化一致; 小鼠肝脏CFTR mRNA表达与GRP78、ATF6、PERK、XBP-1 mRNA表达的相关系数分别为:r=-0.7192,P<0.01;r=-0.5501,P<0.01;r=-0.7772,P<0.01;r=-0.6785,P<0.01。 结论: 在HHcy致ApoE-/-鼠动脉粥样硬化的过程中,可能是由于HHcy引起了ApoE-/-鼠肝组织CFTR表达减低进而引起肝组织质网应激源性的细胞凋亡,从而导致了肝脏脂质代谢的异常,促进了AS的发生。