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研究背景:败血症是一种复杂的综合征,随着感染的失调而发展。败血症导致的急性心肌损伤是败血症患者预后不良的主要原因之一。由于败血症心肌损伤过程中的具体作用机制和主要分子尚不清楚,使得临床上无法开发出更为有效的治疗药物,因此亟待寻找新型安全有效的药物减轻败血症诱导的心肌损伤。补骨脂定(psoralidin,PSO)是一类具有香豆素结构的生物活性成分,具有抗炎、抗氧化、调节细胞凋亡等药理作用,但其对败血症引起的心肌损伤是否具有保护作用尚未见报道。核受体超家族NR1H3在肝、肠、巨噬细胞等代谢活跃的组织和细胞中高表达,对动脉粥样硬化、缺血再灌注损伤、糖尿病心肌病以及心肌肥大具有关键作用。此外,NR1H3在败血症所致的肝损伤和肺损伤过程中也发挥着作用。然而,NR1H3在PSO抗败血症心肌损伤过程中是否具有作用以及下游具体机理尚未见研究。综上,本文拟研究以下两个科学问题:PSO对败血症诱导的心肌损伤是否具有保护作用;NR1H3信号通路是否在PSO抗败血症心肌损伤的过程中发挥调控作用。研究方法:1.构建BALB/c小鼠盲肠结扎穿刺(CLP)心肌损伤模型,分为:Sham组、CLP组、PSO+CLP组;检测败血症评分、小鼠体温、血常规、血生化、小动物心动超声等各组相关参数,应用组织病理学染色、q PCR、Western blot、转录组测序等方法对各组相关参数进行比较,拟研究PSO对败血症心肌损伤的保护作用;2.构建C57BL/6J小鼠CLP心肌损伤模型;分为:PSO+CLP WT组、PSO+CLP NR1H3-/-组;检测败血症评分、小鼠体温、血常规、血生化、小动物心动超声等各组相关参数,应用组织病理学染色、q PCR、Western blot等方法对各组相关参数进行比较,拟研究NR1H3在PSO抗败血症心肌损伤中的作用。研究结果:1.与CLP模型组比较,PSO+CLP保护组:小鼠生存率显著升高,且50mg/kg的PSO为最佳的保护剂量;败血症评分显著下降(P<0.05),体温显著上升(P<0.05);血常规相关参数WBC、LYM、MID、GRA、PLT数量显著增加(P<0.05),RBC数量显著减少(P<0.05);血生化相关参数LDH、AST、BUN、CK显著降低(P<0.05),ALB显著升高(P<0.05);心功能相关参数SV、CO、LVESV、LVEDV均显著上升(P<0.05),LVPWs、LVPWd均显著下降(P<0.05);心肌组织HE染色:组织结构较清晰,细胞形态完整,组织形态紊乱和间质水肿减轻;Masson染色:组织蓝色胶原纤维显著减少,纤维化程度显著降低;DHE染色及IHC染色:红色荧光部位显著减少,红色荧光强度显著降低(P<0.05),8OHdg表达显著降低(P<0.05);心肌组织炎症因子(IHC)F4/80、IL-6、TNF-α的表达明显降低(P<0.05);IL-1β、IL-6和NLRP3 m RNA的表达明显降低(P<0.05)。2.与CLP模型组比较,PSO+CLP保护组的NR1H3相关蛋白:PPARγ、NR1H3的表达显著上升(P<0.05);线粒体功能相关蛋白:UCP2、COXIV、NRF1表达显著增加(P<0.05);氧化应激相关蛋白:Nrf2、NQO1、HO-1表达显著上升(P<0.05);内质网应激相关蛋白:CHOP、GRP78、ATF6表达显著增加(P<0.05),p-PERK表达显著下降(P<0.05);细胞凋亡相关蛋白:Bcl-2表达显著增加(P<0.05)。3.转录组测序结果:(1)基因表达相关性分析表明,样本间的基因表达相关性和表达模式相似度较高(R~2>0.9),体现了样本重复性高;密度分布结果显示,各组曲线分布基本一致,具有相似的表达概率,基因表达密度峰值为0.48,多数基因的FPKM介于0-2.5之间;主成分分析(PCA)结果表明,Sham组、CLP组和PSO+CLP组的组间样本较分散,组内样本比较集中,各组之间有显著的表达特征;差异基因表达分析结果显示,与CLP组比较,PSO+CLP组中有372个上调基因,608个下调基因;聚类分析结果显示,与CLP模型组比较,PSO保护后基因表达有多种表达趋势(聚类0-7);GO分析结果显示,PSO预保护可能通过上调一些基因的表达,从而影响炎症反应、心肌收缩、中性粒细胞聚集、肌肉收缩以及氧化还原过程、ATP生物合成过程等;而下调的基因可能对细胞迁移、血管生成、细胞因子调控的信号通路、先天免疫反应、细胞粘附、炎症反应以及免疫系统等有影响;KEGG分析结果显示,PSO预保护后上调的基因可能与氧化磷酸化、代谢、TCA循环等途径有关;而下调基因可能与蛋白消化和吸收、金黄色葡萄球菌感染、ECM受体相互作用、血小板激活等途径有关。4.与PSO+CLP WT组比较,PSO+CLP NR1H3-/-组:败血症评分显著增加(P<0.05),体温显著下降(P<0.05);血常规相关参数WBC、LYM、MID、GRA、PLT数量显著减少(P<0.05),RBC数量显著增加(P<0.05);血生化相关参数LDH、AST、BUN显著升高(P<0.05),ALB显著降低(P<0.05);心功能相关参数SV、CO、LVESV、LVEDV均显著降低(P<0.05),LVPWs、LVPWd均显著升高(P<0.05);心肌组织HE染色显示,组织结构和形态紊乱,组织形态紊乱和间质水肿加重;Masson染色显示,组织蓝色胶原纤维显著增加,纤维化程度显著增加;DHE染色及IHC染色显示,红色荧光部位显著增加,红色荧光强度明显增加(P<0.05),8OHdg和NOX2表达明显增加(P<0.05);心肌组织炎症因子(IHC)F4/80、TNF-α、Ly6G、MPO的表达显著升高(P<0.05);Caspase-1、IL-1β、IL-6和TNF-αm RNA的表达显著上升(P<0.05)。5.与PSO+CLP WT组比较,PSO+CLP NR1H3-/-组的NR1H3相关蛋白PPARγ的表达显著升高(P<0.05);炎症反应相关蛋白:NLRP3、ASC、Caspase1 p45、Caspase1p20、IL-1β表达上升(P<0.05);线粒体功能相关蛋白:NRF1、TFAM表达增加(P<0.05),PGC1-α、SDH5、UCP2表达无明显变化(P>0.05);氧化应激相关蛋白:NQO1、Nrf2表达显著升高(P<0.05),HO-1表达显著降低(P<0.05);内质网应激相关蛋白:CHOP、ATF6、p-PERK、p-PERK/PERK表达增加(P<0.05),GRP78表达无明显变化(P>0.05);细胞凋亡相关蛋白:Bcl-2表达显著升高(P<0.05)。研究结论:(1)PSO对败血症所致的心肌损伤具有显著的保护作用;(2)PSO可通过NR1H3信号通路发挥抗败血症心肌损伤的作用;(3)为临床开发并应用PSO预防和治疗败血症诱导的心肌损伤提供理论依据。