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腹膜透析是终末期肾脏病重要替代疗法之一,得到了越来越广泛的应用。但腹膜透析相关性腹膜炎的发生给腹膜透析的发展带来了很大的阻力,成为是CAPD患者退出腹膜透析治疗的主要原因之一。含葡萄糖非生理性腹透液、低pH值(5.2)、反复发生的腹膜炎及尿毒症毒素是导致腹膜结构和功能受损的主要因素,最终导致腹膜纤维化和腹膜功能的减退(超滤衰竭),它是腹膜透析失败和退出腹膜透析的主要原因。因此,本文拟采用脂多糖与高糖刺激腹膜间皮细胞,观察相关指标的变化及意义。
腹膜间皮细胞表达的细胞因子在腹膜炎症及纤维化过程中起到重要作用。白介素6(Interleukin-6)主要由腹膜间皮细胞及浸润的炎症细胞产生,是炎症细胞因子网络中的关键成分。CTGF作为TGF-β1促纤维化作用的一个重要的下游因子,同样也在腹膜纤维化的发生中起着非常重要的作用。PD时,腹膜间皮细胞就直接长时间浸润在高糖PDS中,高糖可以通过氧化还原反应产生活性氧(reactive oxygen species,ROS)。丙二醛(MDA)作为活性氧发生脂质过氧化的终产物,是衡量腹膜间皮细胞发生氧化应激的指标之一。
IL-15作为一种重要的免疫因子,它广泛分布在心、肺、肝和肾脏组织等组织中。实验结果表明,在小鼠口服一种细菌后的很短时间内就有1L-15的产生。脂多糖刺激单层细胞后在1h内使细胞表面分布有生物活性的IL-15。有研究表明高水平的IL-15能增加LPS活化的单核巨噬细胞产生炎症因子(如IL-1、IL-6和TNF-α),因此,IL-15在炎症中也作为促炎因子发挥作用。IL-15可与IL-2受体及IL-15特异性结合蛋白(IL-15受体)结合发挥作用。IL-15与细胞膜表面受体结合后一方面导致Ras/MAPK途径的活化,另一方面可激活JAK/ STAT途径,导致JAK-1和JAK2-3的酪氨酸磷酸化。此外,在IL-15基因的上游调节区存在着NF-KB的结合位点,NF-KB的活性上调可以增强IL-15的产生,IL-15也可以诱导出NF-KB的激活[10]。因此,我们拟从大鼠腹膜间皮细胞内研究进而探讨LPS及高糖对IL-15的表达影响及炎症因子IL-6、CTGF、MDA的表达变化和可能机制,进而为防治腹膜炎相关腹膜纤维化提供一定的思路。
目的:
探讨LPS及高糖对IL-15的表达影响及炎症因子IL-6、CTGF、MDA的表达变化和可能机制,进而为防治腹膜炎相关腹膜纤维化提供一定的思路。
方法:
1、实验动物:清洁级SD雄性大鼠,体重120-160克,由中国医科大学实验动物中心提供。
2、胰蛋白酶消化法分离培养RPMCs,Real-time-RT-PCR法检测IL-15mRNA的表达。ELISA检测上清液IL-15、IL-6及CTGF的表达,TBA法测MDA的表达。
3、实验分组
(1)正常对照组:只加2%胎牛血清的DMEM/F12培养基;
(2)脂多糖作用不同浓度组:不同浓度的脂多糖(0,1,10,100μg/ml)分别作用6h;
(3)脂多糖作用不同时间组:10μg/ml脂多糖分别作用3,6,12,24h;
(4)脂多糖加乌司他丁干预组:乌司他丁(160,320,640U/ml)分别作用30min后,各加入10mg/LLPS孵育12小时;
(5)葡萄糖作用不同浓度组:不同浓度的葡萄糖(1.5%,2.5%,425%)分别作用6h;
(6)高糖作用不同时间组:2.5%高糖分别作用3,6,12、24h;
(7)高糖加乌司他丁干预组:乌司他丁(160,320,640u/ml)分别作用30min后,各加入2.5%高糖孵育12h;
结果:
1、LPS对RPMCs的IL-15表达的影响
1μg/ml LPS可使RPMCs的IL-15mRNA和蛋白表达增加(P<0.05),100μg/mlLPS作用最强(P<0.01);10μg/ml LPS作用3小时RPMCs的IL-15mRNA和蛋白表达增加(P<0.01),12小时IL-15mRNA和蛋白表达最高(P<0.01).
2、乌司他丁对LPS刺激下的IL-15表达的影响
乌司他丁可下调10μg/ml LPS作用下的RPMCs的IL-15mRNA和蛋白表达(P<0.01),640u/ml的这种上调作用最强(P<0.01)。
3、LPS对RPMCs的IL-6、CTGF、MDA表达的影响
LPS组上清液中IL-6、CTGF、MDA浓度显著高于对照组(P<0.05);在LPS作用浓度为100μg/ml与作用时间为12小时时达最大(P<0.01)。
4、乌司他丁对LPS刺激下的IL-6、CTGF、MDA表达的影响
乌司他丁组上清液中IL-6、CTGF、MDA浓度显著低于LPS组(P<0.01)。640u/ml的这种抑制作用最明显(P<0.01)。
5、高糖对RPMCs的IL-15表达的影响
2.5%葡萄糖可使RPMCs的IL-15mRNA和蛋白表达增加(P<0.05),4.25%葡萄糖作用最强(P<0.01);2.5%葡萄糖作用3小时RPMCs的IL-15mRNA和蛋白表达增加(P<0.05),12小时IL-15mRNA和蛋白表达最高(P<0.01).
6、乌司他丁对高糖刺激下的IL-15表达的影响
乌司他丁可下调2.5%葡萄糖作用下的RPMCs的IL-15mRNA和蛋白表达(P<0.01),640u/ml的这种下调作用最强(P<0.01)。
7、高糖对RPMCsIL-6、CTGF、MDA的表达的影响
高糖组上清液中IL-6、CTGF、MDA浓度显著高于对照组(P<0.05);在葡萄糖浓度为4.25%与作用时间为12小时时达最大(P<0.01)。
8、乌司他丁对高糖刺激下的TIL-6、CTGF、MDA表达的影响
乌司他丁组上清液中IL-6、CTGF、MDA浓度显著低于高糖组(P<0.01)。640u/ml的这种抑制作用最明显(P<0.01)。
结论:
1、RPMCs存在IL-15的表达。
2、LPS和高糖可以从基因和蛋白水平以浓度和时间依赖方式上调体外培养的RPMCs的IL-15表达,同时以浓度和时间依赖方式刺激炎症因子的表达。
3、乌司他丁可以从基因和蛋白水平拮抗LPS及高糖对IL-15的表达上调作用,同时抑制IL-6、CTGF、MDA的产生。
4、乌司他丁与IL-6、CTGF、MDA表达负相关,乌司他丁对腹膜透析相关腹膜炎具有一定的保护作用。