蛋白激酶受体-2调节肝星状细胞的胶原释放和凋亡

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研究背景:  肝纤维化(hepatic fibrosis)是指由各种致病因子所致肝内结缔组织异常增生,导致肝内弥漫性细胞外基质过度沉淀的病理过程,它不是一个独立的疾病,许多慢性肝脏疾病均可引起肝纤维化。由于肝纤维化病程慢性迁延、发病率高并且易演变成为肝硬化,并且其与肝癌也有一定关系,给现代社会造成了较为沉重的经济负担,肝纤维化已经成为肝脏疾病重点和难点之一。  肝纤维化的细胞与分子水平的主要表现是细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)过度产生以及在肝内的沉积,纤维的大量增生并伴有纤维的降解相对或绝对不足。以往的大量研究表明,肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSC)激活后从富含Vitamin A的静息状态细胞转化成为具有增殖、纤维化发生和收缩性的活跃状态,而活化的肝星状细胞是肝纤维化时细胞外基质沉积的主要来源细胞。所以说,肝星状细胞的活化增殖是肝纤维化发生、发展的中心环节。此外,在肝星状细胞通过细胞因子和趋化因子的分泌激活免疫应答,并与免疫细胞相互作用在肝纤维化发展过程中也起到了关键作用。目前肝纤维化的治疗方法和效果并不令人满意,进行肝星状细胞的相关研究可以深入了解肝纤维化的发生、发展过程,并且有可能将实验当中抑制和逆转肝纤维化的方法应用于临床上达到预防和治疗各种类型肝纤维化患者的目的。  蛋白激酶受体-2(protease-activated receptor2,PAR-2)是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)家族成员中蛋白激酶受体(protease-activated receptors,PARs)4个已知克隆体中的一个,是一种丝氨酸蛋白酶受体,其功能和作用机制尚未被完全了解。以往的研究表明,在应激状态和炎症反应时,肥大细胞释放类胰蛋白酶,类胰蛋白酶激活蛋白激酶受体-2并进一步激活肠上皮细胞从而产生破坏小肠上皮屏障功能的作用,并且在动物模型的研究中也证实了蛋白激酶受体-2参与了多种疾病的发病机制。很多证据表明在肝纤维化的进程当中,肥大细胞在其中扮演了重要的角色,而肥大细胞所产生的类胰蛋白酶可裂解和激活蛋白激酶受体-2,这就提示蛋白激酶受体-2可能与肝纤维化的发生、发展有一定关系。  研究目的:  本研究旨在通过对蛋白激酶受体-2的分布和目前已知作用的了解与分析,通过在体外的细胞研究当中观察蛋白激酶受体-2的活化对人肝星状细胞(HHSC)活化的影响,从而找到蛋白激酶受体-2对人肝星状细胞凋亡、胶原蛋白释放的影响,根据结果做出蛋白激酶受体-2对人肝星状细胞影响的推论,并希望借此为未来的临床治疗肝纤维化提供理论基础。  研究方法:  1.通过核糖核酸干扰(RNAi)技术在体外将人肝星状细胞(HHSC)的蛋白激酶受体-2进行基因敲除,分别建立实验组、空白对照组、空载体对照组等进行分组实验观察。  2.实时定量聚合酶链式反应(RT-PCR)验证蛋白激酶受体-2在人肝星状细胞的基因表达和敲除效果。  3.流式细胞技术观察蛋白激酶受体-2对人肝星状细胞在干扰条件下凋亡改变,研究蛋白激酶受体-2对人肝星状细胞活化与凋亡的影响。  4.通过蛋白免疫印迹检测(Western-blot)观察蛋白激酶受体-2在人肝星状细胞的蛋白表达和干扰条件下的改变。  5.酶联免疫吸附试验(ELISA)观察蛋白激酶受体-2干扰对人肝星状细胞活化时胶原蛋白释放改变。  6.构建窖蛋白-1(Caveo lin-1)过表达人肝星状细胞模型,研究蛋白激酶受体-2活化与人肝星状细胞活化Fas水平、Caveolin-1表达的变化关系。  研究结果:  1.通过实时定量聚合酶链式反应技术和蛋白免疫印迹检测到蛋白激酶受体-2在人肝星状细胞中的表达,并且激活佛波醇乙酯(PMA)可以上调蛋白激酶受体-2在人肝星状细胞的表达。  2.活化的蛋白激酶受体-2可以增加人肝星状细胞对胶原的释放。  3.蛋白激酶受体-2能够干扰人肝星状细胞活化诱导的细胞凋亡(AICD)。  4.在人肝星状细胞中窖蛋白-1的过表达抑制了蛋白激酶受体-2活化降低的Fas水平,并且恢复了人肝星状细胞活化诱导凋亡。  研究结论:  人肝星状细胞表达蛋白激酶受体-2,蛋白激酶受体-2的活化增加人肝星状细胞释放胶原,并减少人肝星状细胞活化的频率。
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