您好,欢迎来到意榕旅游网。
搜索
您的当前位置:首页胞浆内线粒体DNA在脂多糖诱导肺泡巨噬细胞炎症反应时的变化

胞浆内线粒体DNA在脂多糖诱导肺泡巨噬细胞炎症反应时的变化

来源:意榕旅游网
4 南昌大学学报(医学版)2014年第54卷第1期Journal of Nanehang University(Medical Sciences)2014,Vo154 No.1 .胞浆内线粒体DNA在脂多糖诱导 肺泡巨噬细胞炎症反应时的变化 曾振国 ,钱克俭 ,刘 芬 ,李 勇 ,黄彩雪 ,邓文刚 (南昌大学第一附属医院a.重症医学科;b.肿瘤科,南昌330006) 摘要:目的观察胞浆内线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)在脂多糖(1il)opolysaccharide,I.PS)诱导的 NR8383肺泡巨噬细胞炎症反应时的动态变化。以初步探讨胞浆内mtDNA在肺泡巨噬细胞炎症反应中的作用。 方法将体外培养的大鼠肺泡巨噬细胞(NR8383)用终浓度为1/lg・mL 的LPS刺激0 3、6、12和24 h后收集 细胞培养上清液及细胞,采用差速离心法分离胞浆中的mtDNA,实时荧光定量聚合酶链反应(real-time PCR)检测 胞浆中mtDNA表达情况,采用酶联免疫吸附法(EI ISA)检测细胞培养上清液中IL一1B蛋白水平。结果 I PS刺 激后3、6、12和24 h II 一18及胞浆中mtDNA的含量均显著高于0 h组(P<O.Oi)。结论胞后,胞浆中mtDNA含量升高,推测其可能参与了肺泡巨噬细胞的炎症反应。 LPS刺激肺泡巨噬细 关键词:线粒体DNA;IL一18;肺泡巨噬细胞;脂多糖;动物,实验;大鼠 中图分类号:R-332 文献标志码:A 文章编号:2095—4727(2014)01--0004--03 Changes in Cytoplasmic Mitochondrial DNA in Lipopolysaccharide-induced Alveolar Macrophage Inflammatory Response ZENG Zhen・guo。。QIAN Ke-j ian ,Liu Fen ,LI Yong ,HUANG Cai xue ,DENG Wen-gang (a.Department of Critical Care Medicine;b.Department of Oncology, the First Affiliated Hospital of Nanchang University,Nanchang 330006,China) ABSTRACT:Objective To observe the dynamic changes in cytoplasmic mitochondrial DNA (mtDNA)in lipopolysaccharide(LPS)-induced alveolar macrophage inflammatory response,and to explore the role of mtDNA in alveolar macrophage inflammatory response.Methods Alveolar macrophages(NR8383)were stimulated with LPS(1 g・mL )in vitro.Culture supernatants and cells were collected after treatment for 0,3。6,1 2 and 24 hours,and cytoplasmic mtDNA was isolated by differential centrifugation.The expression of mtDNA was detected by real—time PCR, and the level of interleukin—lfl(IL一113)in the supernatants was measured by ELISA.Results The levels of IL一18 in supernatants and mtDNA in cytoplasm after LPS stimulation for 3,6,12 and 24 hours were significantly higher than those at the beginning of LPS stimulation(P<0.01).Con clusion The expression of mtDNA in the cytoplasm of alveolar macrophages increases after stim— ulation with LPS,suggesting that mtDNA may be involved in alveolar macrophage inflammatory response. KEY WORDS:mitochondrial DNA;interleukin一18;alveolar macrophages;lipop0lysaccharide; animals,laboratory;rats 收稿日期 2O13—10-28 基金项目 国家自然科学基金(81260288) 男,博士,副教授,主要从事多器官功能障碍的基础与临床研究。 作者简介 曾振国(1974一),通信作者 钱克俭,教授,主任医师,E-mail:qk]0607@sohu.com。 曾振国等:胞浆内线粒体DNA在脂多糖诱导肺泡巨噬细胞炎症反应时的变化 5 肺泡巨噬细胞是肺泡腔内常驻的免疫细胞,是 肺组织免疫系统的第一道天然屏障,肺泡巨噬细胞 的过度激活可释放多种炎症因子及炎症介质,造成 炎症的级联瀑布反应,最终可能导致急性肺损伤/急 性呼吸窘迫综合征(acute lung iniury/acute respir— atory distress syndrome,AI I/ARDS)的发生 j。 最近有研究圳发现,LPS与ATP刺激骨髓来源的 巨噬细胞后有大量的mtDNA易位到胞浆中,活化 关键效应蛋白半胱天冬酶一l(cysteinyl aspartate- spceific protease一1,caspase-1),诱导IL一1j3等炎症因 子释放。但对于LPS刺激肺泡巨噬细胞后胞浆中 mtDNA的含量变化尚未见报道。因此,本实验选 取NR8383肺泡巨噬细胞作为研究对象,观察II 一1B 和胞浆中mtDNA在LPS诱导的肺泡巨噬细胞的 动态表达,探讨mtDNA与肺泡巨噬细胞炎症反应 的关系。 1材料和方法 1.1实验材料 大鼠肺泡巨噬细胞系NR8383(购于中国科学 院细胞库);Ham’S F-12K培养基(美国Sigma— Aldrich公司);胎牛血清(美国HyClone公司);大 鼠IL一1p定量酶联免疫吸附法(ELISA)检测试剂盒 (上海森雄科技实业有限公司);DNeasy Blood Tissue Kit试剂盒(美国Sigma-Aldrich公司),蛋白 酶抑制剂(美国Sigma—Aldrich公司);SYBR Premix Ex TaqTM 11(日本TaKaRa公司),氯仿、异 戊醇、饱和酚及无水乙醇等均为国产分析纯。 1.2实验方法 1.2.1细胞培养 NR8383细胞培养于含15 的胎牛血清、 1.5 g・L 碳酸氢钠、2 mmol・L 的L一谷氨酰胺 的Ham’S F-12K培养基中,置于大气压下37。C, 5 CO 温湿培养箱中,2~3 d更换1次培养液, 3~4 d传代1次。 1.2.2细胞处理及分组 将体外培养的大鼠肺泡巨噬细胞(NR8383)按 2×1O 个・孔 接种于六孔板,每孔2 mL,每组设 3个复孔,细胞贴壁90 min,给予终浓度为1 g・ mL 的LPS溶液刺激0、3、6、12和24 h后收集细 胞培养上清液和细胞沉淀。 1.2.3 酶联免疫吸附法(ELISA)检测细胞因子 IL一1B的变化 将各时相点收集的细胞培养上清液,用大鼠 IL一1p ELISA试剂盒检测II 一1B蛋白的表达变化, 操作按照ELISA试剂盒说明书进行。 1.2.4胞浆mtDNA的提取纯化 将上述各时相点收集的细胞沉淀各取1×1O 个细胞,加入100 mmol・L~Tricine—NaOH缓冲 溶液(pH 7.4,包含0.25 M蔗糖,1 mmol・I EDTA和蛋白酶抑制剂),用玻璃匀浆器匀浆,离心 力700 g,4℃,离心10 rnin,弃沉淀,取上清液,离心 力10 000 g,4。C,离心30 rain,弃沉淀,得到粗提的 mtDNA,用DNeasy Blood&Tissue Kit试剂盒纯 化mtDNA,操作按照试剂盒说明书进行。胞浆中 mtDNA的分离主要采用差速离心法,以保证既不 受正常线粒体DNA影响,亦排除核DNA的干扰。 根据不同的细胞器可在不同离心力作用下沉降分 离,细胞核的沉淀离心力为5O0~1 000 g,而沉淀线 粒体的离心力为10 000 ̄20 000 gllE ]。故本实验采 用700 g的离心力先去除细胞核、细胞碎片及杂质, 再以10 000 g的离心力沉淀线粒体,则剩下的部分 则含有易位到胞浆中的mtDNA。纯化后的mtD- NA采用RT—PCR检测mtDNA的表达水平。 1.2.5 RT—PCR检测mtDNA的表达水平 参照Nakahira等l_4 采用RT—PCR测定胞浆内 mtDNA水平,采用mtDNA编码的细胞色素C氧 化酶I的表达含量来表示mtDNA的含量,以核 DNA编码的18S rRNA作为内参,18S的上游引物 为5,_TAGAGGGACAAGTGGCGTTC一3 ,下游引 物为5 一CGCTGAGCCAGTCAGTGT一3 ;大鼠细胞 色素C氧化酶I的上游引物为5,_GC— CCCAGATATAGCATTCCC一3 ,下游引物为5 GTTCATCCTGTTCCTGCTCC一3 。mtDNA的相 对表达量采用2也m方法计算。 1.3统计学方法 采用SPSS13.0统计软件分析数据,数据以均 数±标准差( ±s)表示,多样本均数比较采用单因 素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。P< 0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 LPS刺激肺泡巨噬细胞后细胞培养上清液中 IL-lp含量的表达变化 LPS刺激3,6,12和24 h后,IL一1j3蛋白的表达 量显著高于0 h组(P%0.01),且随着刺激时间的延 长,IL一1B的表达量逐渐升高,12 h达高峰,后渐降, 见表1,图1。 6 南昌大学学报(医学版)2014年1月,第54卷第1期 表1 LPS刺激肺泡巨噬细胞后上清液IL-lp的表达变化n=3, 士 ,p/(ng・L ) *P<0.O1,各时间点与0 h比较。 90 8O 70 一2.2 LPS刺激肺泡巨噬细胞后胞浆中mtDNA的 表达变化 6o S 50 LPS刺激3、6、12和24 h后,胞浆中mtDNA .罢4O 邑3o 的表达量均高于0 h(P<0.01),LPS刺激12 h后 鲁2O mtDNA表达水平达高峰,24 h下降,见表2,图2。 1O 0 *P<0.o1,各时间点与o h比较(7"/一3)。 图1细胞培养上清液中IL-I ̄I蛋白表达水平的变化 表2 LPS刺激肺泡巨噬细胞后胞浆中mtDNA的表达变化 n--3,i士s *P%0.01,各时间点与0 h比较。 籁5 外所致。而Shimadal1。。等通过免疫组化实验,荧光 4 显微镜观察发现易位到胞浆mtDNA通过与NL— 篓 RP3炎性体结合后激活NLRP3炎性体介导II 一1B 茎2 的分泌。根据Nakahira和Shimada等人的结果,结 合本实验结果,推测LPS刺激肺泡巨噬细胞后会导 璺0 致mtDNA大量易位到胞浆中,并通过激活炎性体 0 h 3 h 6 h 12 h 24 h 介导炎症因子的分泌,因此,易位到胞浆中的mtD— *P<0.01,各时间点与0 h比较(n一3)。 NA可能是肺泡巨噬细胞炎症反应发生的又一重要 图2 RT—PCR检测胞浆内mtI)NA的表达倍数 原因。 3讨论 综上所述,肺泡巨噬细胞过度活化,失控性释放 炎症因子,是脓毒症肺损伤的根本原因。本研究已 LPS是革兰阴性细菌细胞壁的主要成分,作为 初步证实mtDNA可能参与了炎症反应。下一步拟 一种病原相关分子模式,它能够激活Toll样受体4 加强胞浆中mtDNA的清除,研究mtDNA对肺泡 (Toll like receptor-4,TLR4)一核转录因子-KappaB 巨噬细胞炎症反应的调控及作用机制,为治疗ALl/ (NF—KB)信号转导通路,诱导1L一1B、TNF—d等多种 ARDS寻找新的治疗策略。 炎症因子的释放_7 ]。Nakahira[4 等在实验中发现 LPS与ATP预处理的骨髓来源的巨噬细胞有大量 参考文献: 的mtDNA易位到胞浆中,且巨噬细胞体外转染 mtDNA后再给予LPS与ATP刺激,可诱导巨噬细 胞IL_18、IL-t8等炎症因子的释放,而且IL-I ̄等炎 症因子的释放与mtDNA呈剂量依赖性。本实验发 现LPS刺激肺泡巨噬细胞后,胞浆中的mtDNA的 含量显著升高,且随着LPS刺激时间的延长而逐渐 升高,12 h达高峰,之后逐渐下降,与上述研究结果 一致。胞浆中mtDNA在LPS刺激24 h后下降的 原因可能是LPS刺激后,细胞损伤严重,甚至坏死, 导致细胞通透性增加,胞浆中的mtDNA释放到胞 26 南昌大学学报(医学版)2014年1月,第54卷第l期 开正常肺、心脏、脊髓等重要器官而导致靶区剂量不 肿瘤有较高的局控率,疗效满意,急性放射反应可耐 受,远期疗效及组织损伤尚有待长期随访观察。 目前食管癌IMRT治疗国内外尚无成熟经验, 文献报道也较少,其剂量学方面如最佳剂量分割模 式、最大耐受剂量的研究也未达成共识,而且目前的 影像学检查对于准确地勾画食管癌CTV还不能提 供满意的答案,仍在探索之中。调强放射治疗还处 于起步阶段,今后研究重点应放在靶区尤其是cTV 的确定、三维立体适形放疗和调强放射治疗条件下 食管最佳照射的时间一剂量分割模式和最大耐受剂 量的研究上。 高,食管癌根治性放射治疗后5年生存率为10 左 右,失败的原因为局部病灶未控或复发,大部分患者 在1~2年内复发。文献报告局部治疗失败占全部 失败的6O ~88 [3]。笔者认为局部残存和复发 主要原因是靶区漏照、剂量不足以及剂量均匀性差。 放射治疗的基本目标是最大限度地提高肿瘤靶区的 剂量来杀灭肿瘤细胞,而使周围正常组织少受或免 受不必要的照射。 调强放射治疗是一种较为理想的照射技术,以 往的调强放疗即序贯加量调强放疗是先给肿瘤靶区 和临床靶区相同的照射剂量,然后缩野给GTV追 加剂量才能达到靶区的根治剂量。sI IMRT是一 种在同一个照射野内对GTV和CTV同时进行不 参考文献: [1]吴隆秋,赵快乐.食管癌的放射治疗进展[J].中国癌症杂志, 2011,21(7):538—542. 同分割剂量的照射方法,可对原发灶区域给予高剂 量照射,同时亚临床灶或选择性治疗区予以较低剂 量的照射,理论上不仅可获得良好的靶区适形度,减 少加量区周围高剂量的范围,还可更好地保护危及 器官 ],这一技术的发展可最大限度地增加肿瘤的 [2] 王尚礼,史增祥.调强放射治疗与三维适形放射治疗疗效比较 [J].中国当代医药,2011,18(19):93—95. [3] Koshy M。Esiashvitli N,Landry J C,et a1.Multiple manage ment modalities in esophageal cancer:combined modality man— agement approaches[J].Oncologist,2004,9(2):147 159. [4] Bar Shalom R,Guralnik 1 ,Tsalic M,et a1.The additional value of PET—CT over PET in FDG imaging of esophageal cancer 局部控制概率(TCP)和减低正常组织的放射并发症 发生率(NTCP),而且从生物学角度有可能减少肿 瘤克隆源细胞的加速再增殖,并显示出更好的肿瘤 控制率。SIB-IMRT在头颈、乳腺肿瘤等的应用均 显示了一定的优势_4 ]。在满足不同靶区获得相应 [J].Eur J Nucl Med Mol Imaging,2005,32:918—924. [5] Konski A,Doss M,Milestone B,et a1.The integration of 18一 fluoro- deoxy—-glucose positron emission tomography and endo—- scopic ultrasound in the treatment——planning process for esopha—- 所需不同剂量的同时缩短了治疗时间,在整个治疗 geal carcinoma[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,61: 1123—1l28. 过程中仅用一个治疗计划,具有精确高效和不易出 错的优点,又有靶区剂量分布满意,生物效应高的优 点 一 。 [6]任瑞美,付正,于金明,等.FDG PET—CT在食管癌放疗靶区勾 画中的作用[J].中华放射肿瘤学杂志,2009,18(6):429—430. [73 Bos I J,Damen E M,de Boer R W,et a1.Reduction oIreetal dose by integration Of the boost in the large—field treatment 本研究采用5野或7野同步整合加量调强技术 对30例颈及胸上段食管癌初治患者进行逆向计划 plan for prostate irradiation[J].Int j Radiat Oncol Biol Phys, 2002,52(1):254-265. 设计治疗,3O例患者初期疗效CR26例(86.7 ), PR4例(13.3 ),有效率(CR+PR)为100 ,1、2、 [8] 张书旭,王兆武,沈国辉,等.鼻咽癌调强放疗受照剂量分布特 性研究EJ].肿瘤基础与临床,2006,19(3):203—205. 3年生存率分别为65.0 、42.4 和33.5 ,且无 严重急性放射反应。结果显示SIB-IMRT对食管 (上接第6页) E4]Nakahira K,Haspel j A,Rathinam V A,et a1.Autophagy pro— teins regulate innate immune responses by inhibiting the re— lease of mitochondrial DNA mediated by the NALP3 inflam— (责任编辑:况荣华) production in human monocytes and macrophages[J].Crit Rev Immunol,201l,31(5):379—446. [8]Takeuchi O,Akira s Pattern Recognition Receptors and Inflam mation[-J'].Cell,2010,140(6):805—825. masomeEJ].Nat Immunol,2011,12(3):222—230. [5] 闫华超,贾少波,许恒龙,等.动物线粒体DNA提取简易流程 及其优化[J].生物技术通讯,2007,18(1):95—97. [6]Kong W J,Wang Y,Wang Q,et a1.Comparison of three meth— ods for isolation of nucleic acids from membranate inner ear [9] 曾振国,李勇,刘芬,等.MicroRNA一146a在脂多糖诱导的肺泡 巨噬细胞中表达的动态变化[J].中华急诊医学杂志,2oil,2O (2):134 136. [1O] Shimada K,Crother T R,Karlin J,et a1.Oxidized mitochon— drial DNA activates the NI RP3 inflammasome during apop— tissue of rats[J ̄.Chin Med J(Eng1),2006,119(12):986—990. [7] Rossol M,Heine H,Meuseh U,et a1.LPS—induced cytokine tosis[J].Immunity,2012,36(3):401-415. (责任编辑:刘大仁) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- yrrf.cn 版权所有

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务