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研究巨噬细胞释放多种炎性介质的具体信号转导通路，对全面深入认识其生理和病理过程，开发防治多种相关疾病的靶分子药物具有重要的理论和实际意义。这篇硕士论文分为两部分。第一部分是对LPS刺激的大鼠腹腔巨噬细胞中与[Ca2+]i和PKC相关的产生TNF-α和NO的细胞信号转导通路的研究。第二部分是对PMA刺激的大鼠腹腔巨噬细胞中与[Ca2+]i和CaMKII相关的PGE2产生的细胞信号转导通路的研究。
LPS激活的巨噬细胞在免疫反应中起着重要的作用。巨噬细胞受到LPS刺激后通过TLR4将信号传导入细胞内，主要通过分别活化NF-κB及MAPK信号转导通路而促使炎性介质的产生。研究发现，在枯否细胞中LPS刺激产生的炎性介质，如IL-1和TNF-α是与[Ca2+]i暂态的升高相关。但是，其具体的分子机制和参与的信号转导通路还不清楚。论文重点研究了LPS刺激的大鼠腹腔巨噬细胞中[Ca2+]i及PKC依赖性的NF-κB的活化通路。结果表明：LPS刺激大鼠腹腔巨噬细胞引起[Ca2+]i升高是由细胞内钙释放和后续性的细胞外钙内流组成。对引发[Ca2+]i上升的上游信号的研究表明，PTK活化PLCγ介导[Ca2+]i上升，并且它们处于所研究的信号通路的上游。[Ca2+]i上升和PLCγ的活化介导钙依赖型的PKC和非钙依赖型的PKC的活化。对PKC下游信号通路的研究证明，PKCβ特异性抑制剂与PKC抑制剂可以抑制LPS诱导的MEKK1胞浆含量增加。MEKK抑制剂抑制IKK的活化，并且它和IKK抑制剂都抑制LPS引起的NF-κB活化、iNOS表达、NO及TNF-α的产生。因此，我们总结出在LPS刺激的大鼠腹腔巨噬细胞中与[Ca2+]i及PKC相关的活化NF-κB的信号通路是：PTK通过磷酸化PLCγ而使其活化，活化的PLCγ介导胞内钙离子从内质网释放，并随之发生胞外的钙离子内流入细胞。进而，PKCs被活化，特别是钙依赖性的PKCβ调节MEKK1胞浆中的含量。MEKK1通过参与调节IKK的活化而导致NF-κB的活化。最终导致iNOS的表达、NO和TNF-α的产生。
单核细胞或巨噬细胞产生的PGE2是炎症发生的重要诱导因素。PGE2的研究表明，cPLA2活化催化的AA释放和COX-2表达是关键环节。但是，迄今为止还没有发现有[Ca2+]i参与这一过程，这一问题一直是认识该效应的信号转导通路中的一个难题。我们研究发现，在PMA活化cPLA2和AA释放后，[Ca2+]i出现了升高。cPLA2抑制剂和胞外钙离子鳌合剂基本消除了[Ca2+]i升高。这说明PMA刺激大鼠腹腔巨噬细胞后，活化的cPLA2催化AA的释放，进而诱发胞外Ca2+内流而导致[Ca2+]i升高。此外，我们还发现CaMKII的活化依赖于[Ca2+]i上升，且CaMKII有效地使CREB磷酸化活化，进而介导COX-2的表达和PGE2的产生。因此，我们总结出：在PMA刺激的大鼠腹腔巨噬细胞中，与[Ca2+]i及CaMKII相关的PGE2的产生的信号通路是：PMA刺激活化PKC，活化的PKC促使cPLA2磷酸化活化，并促使细胞释放AA。释放的AA引起细胞外钙离子流入细胞内而引起[Ca2+]i升高，进而钙离子与CaM结合到CaMKII使CaMKII磷酸化活化。活化的CaMKII进一步磷酸化CREB。最终，活化的CREB参与COX-2的表达和PGE2的产生。