NLRP3炎症小体在放射性皮肤损伤中的作用及机制研究

发布时间：2020-10-29 09:14

　　 随着放射疗法在肿瘤等疾病治疗中使用率的日益提高,放疗所引起的并发症也越来越受到公众的关注。其中,如何预防及治疗辐射性皮肤损伤仍是一个亟待解决的重大问题,目前其治疗尚缺乏有效治疗手段。来自临床及实验的研究报道均证实,辐射造成的皮肤损伤及炎症反应和后续愈合过程相较于其他形式的皮肤损伤是延迟的,但是辐射损伤的具体机制尚未明确。建立合适的动物模型对于阐明放射性皮肤损伤的发病机制及发展过程是必不可少的。NLRP3炎症小体作为近年来发现的炎症调控平台,其在炎症反应中发挥着至关重要的作用,且炎症小体的激活会引起细胞焦亡,促进炎症反应发生的程度。有研究报道NLRP3炎症小体参与各种炎症性皮肤病的病理过程,但是关于NLRP3炎症小体在皮肤伤口愈合中的作用,我们知之甚少。本研究在本课题组及合作医院前期工作的基础上,采用高能X射线单次大剂量照射大鼠右后肢建立放射性皮肤损伤模型,探究NLRP3炎症小体在辐射后的活化以及变化趋势,推测其在放射性皮肤损伤炎症反应中的作用以及对整个愈合过程造成的影响。本研究的主要内容如下:⑴建立Wistar大鼠的放射性皮肤损伤模型采用电子线及高能X射线,照射剂量设置三个梯度:32 Gy、38 Gy、45 Gy,单次大剂量照射Wistar雄性大鼠右后肢直径为3 cm的圆形区域,通过临床症状及HE病理检测大鼠的皮肤损伤,探索建立放射性皮肤损伤动物模型的最适剂量和最适射线类型。⑵探究NLRP3炎症小体及其下游因子在放射性皮肤损伤组织的表达及变化规律采用上述最适模型,通过qRT-PCR、Western blot及ELISA技术观察照射后6 h、12 h、24 h、48 h、72 h、14 d、15 d以及18 d照射区域内的皮肤组织及血清中NLRP3炎症小体的表达及变化规律。⑶观察NLRP3炎症小体在受照射区域皮肤组织中的分布情况以及照射后细胞凋亡率通过免疫组织化学染色技术和免疫荧光双标记染色技术,探究NLRP3炎症小体在皮肤组织中的分布规律。采用Tunel法观察并检测照射后组织中的细胞凋亡率及其分布情况。本文的研究结果如下:⑴放疗后两组动物均存活。电子线照射组大鼠只有45 Gy组出现辐射性的皮肤损伤情况。X射线各组均出现不同程度的放射性皮肤损伤情况,病理切片的HE染色可观察到局部皮肤组织表皮结构破坏、真皮浅层胶原肿胀、炎症细胞浸润以及皮肤附属器减少,以X射线照射38 Gy和45 Gy组表现明显。但45 Gy组皮肤创面过于严重,有感染的风险,且临床上达到这样损伤程度的患者较少,因此后续选用X射线和38 Gy照射剂量。⑵使用38 Gy的X射线辐射动物后,大鼠血清中NLRP3和IL-1β含量与时间成正相关;结合大鼠放射性皮肤损伤的症状可以发现,创面严重程度与IL-1β含量成正相关。⑶辐射后组织中细胞凋亡率升高,并在照射后的6 h和72 h达到峰值。⑷辐射后可即时检测到皮肤组织中的NLRP3炎症小体表达升高,证明其活性增强;NLRP3炎症小体蛋白在辐射后主要表达于表皮层以及真皮层的皮肤附属器中,且caspase-1蛋白在真皮层中也有表达;辐射后3 d内炎症小体主要表达于表皮层和真皮层皮脂腺、毛囊等皮肤附属器中的巨噬细胞及上皮细胞,照射后14 d NLRP3炎症小体主要表达于表皮层的细胞,此时真皮层的巨噬细胞中NLRP3呈阴性表达。⑸Caspase-1在辐射后3 d内呈现持续性的高表达,同时细胞凋亡率在3 d内达到最大值,推测此时可能发生细胞焦亡。以38 Gy高能X射线单次大剂量照射大鼠右后肢皮肤可以建立一种较为安全稳定有效的放射性皮肤损伤模型;辐射可以激活皮肤组织中的炎症小体,并促进炎症因子的产生和释放,从而引起炎症反应;辐射不仅可以使皮肤组织中的细胞产生凋亡,还可能会诱导依赖caspase-1依赖的细胞焦亡;辐射损伤皮肤的后期,表皮层非巨噬细胞中高表达的NLRP3可能是由于IL-1β等因子的激活。综上所述,NLRP3炎症小体的异常激活可能是辐射性皮肤损伤及后续炎症级联反应的关键因素之一。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R730.55
【部分图文】：

太原理工大学硕士研究生学位论文和发展，核技术在医疗、科研、工业、军们接触到辐射的机会也大大增加。核技术在下了隐患。核电站的泄漏、科研医护人员会给人类的健康和生命安全造成不同程度的辐射性损伤机制以及防护治疗的研究引的肿瘤患者会在治疗过程中使用放疗[5]。在会影响一些正常的细胞，导致不同组织的

图 1-2 NLRP3 炎症小体结构示意图[78]Fig.1-2 the structure of NLRP3 inflammasome[78] PRRs 中，NLR 家族是相对特殊的一种，它位于细胞内，能够识别多种多外源性危险信号，并与接头蛋白 ASC(Apoptosis-associated speck-like protg a CARD)以及半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)组装形成一种称之为“炎症小合体。2002 年，Martinon 首次发现了炎症反应中这种至关重要的蛋白，并炎症小体”[79]。当受到危险信号刺激时，炎症小体被激活，并将 IL-1β以及式剪切为其成熟形式，释放至胞外介导炎症级联反应[80-81]。除此之外，Cas导致一种依赖于 Caspase-1 的死亡形式-细胞焦亡[82-84]。目前已经发现了许的炎症小体，如 NLRP1、NLRP3、NLRC4、NLRP6、NLRP7、NLRP12M2、IFI16、RIG-1 等其他炎症小体。 NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白 3(NOD-1ike receptor family, pyrincontaining protein 3, NLRP3)炎症小体是研究最为广泛和深入的炎症小体之

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本文编号：2860692