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目的:暴露在高氧条件下的肺组织会发生损伤,在这个过程中内质网应激发挥了重要的作用,本次实验研究IGF-Ⅰ对暴露在高氧条件下的A549细胞中内质网应激相关因子CHOP、caspase-3表达以及细胞形态变化的影响。 方法:将复苏、传代培养的A549细胞株分为五组:Ⅰ组:正常空气组,Ⅱ组:高氧暴露组,Ⅲ组:高氧+IGF-Ⅰ(1ng/ml)剂量组,Ⅳ组:高氧+IGF-Ⅰ(10ng/ml)剂量组,Ⅴ组:高氧+IGF-Ⅰ(100ng/ml)剂量组。将接种于培养皿中的各组A549细胞,放入CO2恒温细胞培养箱内进行培养,待次日通过倒置显微镜观察各组细胞动态生长状况,当细胞汇合至50%左右时,加入不同药物浓度的IGF-Ⅰ进行干预。其中,Ⅰ组(正常空气组):将含有A549细胞的培养皿中加入含10%胎牛血清的DMEM培养液,并放入5%CO2、37℃细胞培养箱内培养;Ⅱ组(高氧暴露组):将含有A549细胞的培养皿中加入含10%胎牛血清的DMEM培养液,先通入3L/min含5%CO2、5%N2和90%氧气的高氧混合气体1h后,为维持高氧环境持续给予低流量的上述混合气体,并置于37℃培养箱内培养24h;药物干预组:将经不同剂量IGF-Ⅰ处理后的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组细胞与高氧组一样的方法提供的高氧环境,置于37℃培养箱内培养24h;通过倒置显微镜观察细胞凋亡、形态变化情况;采用MTT测定正常空气组、高氧暴露组和不同浓度IGF-Ⅰ干预组间的细胞存活率;采用DAPI荧光染色观察各组间的细胞核凋亡情况;应用Western-blot检测内质网应激相关因子CHOP、Caspase-3的表达情况。 结果:倒置显微镜观察细胞形态学显示高氧暴露Ⅱ组与正常Ⅰ组相比存活的细胞明显变少,细胞发生收缩变小、变圆,与周围细胞分离等典型的凋亡现象;经不同剂量IGF-Ⅰ处理后,细胞也出现了凋亡现象,但存活的细胞相对较多,以高氧+IGF-Ⅰ(100ng/ml)组最显著。细胞存活率测定显示各组间细胞的存活率有明显不同,经高氧处理后的细胞存活率低,而经不同剂量IGF-Ⅰ干预后的A549细胞的存活率呈增高趋势,其中高氧+IGF-Ⅰ(100ng/ml)组细胞存活率最高。DAPI荧光染色结果表明高氧处理后经荧光标记出的细胞核较多,经不同剂量IGF-Ⅰ处理后被荧光标记细胞核逐渐减少,其中高氧+IGF-Ⅰ(100ng/ml)组差异显著。Western-blot结果显示CHOP、Caspase-3凋亡因子的表达在高氧组中显著增加,经不同剂量IGF-Ⅰ干预后,CHOP的表达均有减少,其中高氧+IGF-Ⅰ(100ng/ml)组差异最明显(P<0.01);Caspase-3的表达均有减少趋势,其中高氧+IGF-Ⅰ(100ng/ml)组差异最明显(P<0.01)。 结论: 1、IGF-Ⅰ对暴露在高浓度的氧气环境下的A549细胞具有保护作用; 2、IGF-Ⅰ有抑制A549细胞在高浓度的氧气环境下凋亡的作用;不同剂量浓度IGF-Ⅰ在抑制凋亡时可能具有双向作用,IGF-Ⅰ在100ng/ml剂量时抑制凋亡作用最强; 3、暴露在高浓度氧气环境下的A549细胞可发生内质网应激现象,其凋亡因子CHOP、Caspase-3表达增高; 4、IGF-Ⅰ能够对高氧暴露条件下的A549细胞中的凋亡因子CHOP和Caspase-3表达降低,起到了抗凋亡的作用。