GGPPS1通过Toll样受体信号通路调控机械通气肺损伤炎症反应的研究

发布时间：2020-11-18 10:44

【摘要】：急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种急性弥漫性肺部炎症,导致严重的低氧血症并需要机械通气治疗。ARDS不仅是呼吸危重症,而且可引起多器官功能障碍综合征,因此ARDS也被认为是一个全身性疾病,发病率和死亡率均高。ARDS死亡率与其严重程度正相关,病情越重,幸存患者接受机械通气的时间也越长。虽然保护性机械通气策略降低了 ARDS患者的死亡率,然而,ARDS病因复杂、疾病进展迅猛、患者的个体差异等因素使得机械通气对ARDS治疗成功的提升空间有限。此外,机械通气在挽救 ARDS患者生命的同时,容易诱导机械通气肺损伤(VILI),引起炎症介质过度释放,进一步加重ARDS患者存在的肺损伤,并通过促进炎症反应加速ARDS患者死亡。肺泡上皮细胞在VILI中扮演重要角色,一方面它作为肺泡组成细胞参与肺泡损伤和修复,另一方面,它也与中性粒细胞激活密切关联,是传导损伤导致炎症反应的关键细胞。蛋白质异戊二烯化能够对C末端含有CAAX的基序进行修饰,被修饰的蛋白随后定位到细胞膜上发生活化,调节器官损伤和炎症。FPP和GGPP是细胞甲羟戊酸途径中的重要中间产物,GGPPS1是催化FPP合成GGPP过程中的关键酶,并与肺发育密切相关,但GGPPSI在ARDS和VILI时如何表达及作用机制并不清楚。因此,我们从ARDS和机械通气均密切相关的肺泡 Ⅱ型上皮细胞的蛋白质异戊二烯化着手,首先通过检测ARDS合并机械通气的患者和非ARDS的对照组肺泡灌洗液(BALF)中GGPPS1的表达来验证其是否与ARDS相关;接着,利用大潮气量诱导VILI模型,通过电镜、HE、IHC、ELISA、Western blotting、q-PCR、流式细胞仪等方法详细观察肺组织损伤、炎症和GGPPS1的表达,验证GGPPS1与损伤和炎症的关系;最后,我们利用特异性敲除肺泡Ⅱ型上皮GGPPS1基因小鼠,通过肺组织mRNA测序,寻找并验证GGPPS1调控VILI损伤和炎症的作用机制。研究发现:ARDS机械通气患者BALF中GGPPS1浓度较对照组显著上升,VILI模型肺组织GGPPS1亦表达上调;机械通气损伤肺泡上皮结构,电镜可见肺泡Ⅱ型上皮细胞肿胀变形,损害严重;而敲除GGPPS1后,改善肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤及肺损伤程度,降低肺组织渗漏、BALF中蛋白含量;减少中性粒细胞浸润,增加中性粒细胞凋亡比例,改善急性肺损伤评分;抑制IL-6,IL-1β,IL-18,TNF-α,CXCL2等炎症相关因子表达;进一步研究发现,GGPPS1是通过影响TLRs受体途径调控炎症,敲除GGPPS1后,TLR2、TLR4下调,TLR5上调,抑制TLRs下游炎症通路蛋白MyD88-TRAF6-TAK1-API的表达,此外,促进凋亡相关的FADD,Caspase8,Fas表达、抑制Bcl-2的表达。综上所述,研究证实了 GGPPS1参与了 ARDS和VILI的炎症、损伤过程。敲除GGPPS1,可通过TLRs样受体及其下游的MyD88-TRAF6-TAK1-AP1途径抑制炎症,此外,也可通过FADD-Caspase8途径促进中性粒细胞凋亡。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R563.8
【图文】：

图１－１甲羟戊酸途径

Ｉ?ｇｇｔ？＾ｈ?＾?Ｒａｂ?ｓｍａ＂?（３?ｐｒｏｔｅｉｎｓ??图１－１甲羟戊酸途径。甲羟戊酸是ＦＰＰ和ＧＧＰＰ的前体，ＦＰＰ和ＧＧＰＰ是异戊烯化酶的底??物。此外，异戊烯化使ＦＰＰ可以通过一系列步骤产生胆固醇、血红素和多萜醇。ＧＧＰＰ可??以合成辅酶。针对相应酶的特异性抑制剂用灰色字体表示。图片来源［５７］??Ｆｉｇ．ｌ－ｌＴｈｅ?ｍｅｖａｌｏｎａｔｅ?ｐａｔｈｗａｙ．?Ｍｅｖａｌｏｎａｔｅ?ｉｓ?ｔｈｅ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ?ｏｆ?ＦＰＰ?ａｎｄ?ＧＧＰＰ，?ｗｈｉｃｈ?ａｒｅ?ｔｈｅ??ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?ｆｏｒ?ｐｒｅｎｙｌａｔｉｏｎ?ｅｎｚｙｍｅｓ．?Ｉｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎ?ｔｏ?ｐｒｅｎｙｌａｔｉｏｎ，?ＦＰＰ?ｃａｎ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌ，?Ｈｅｍｅ??Ａ?ａｎｄ?ｄｏｌｉｃｈｏｌ?ｖｉａ?ａ?ｓｅｒｉｅｓ?ｏｆ?ｓｔｅｐｓ．?ＧＧＰＰ?ｃａｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ?ｕｂｉｑｕｉｎｏｎｅ．?Ｔｈｅ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｉ

第二章实验结果设两孔，没孔加入相应标准品５０汕其余每个检测孔直接加待测?（详见厂家说明书）。??．１．３．３统计方法：所有计量数值用均数±标准差（Ｍｅａｎ±ＳＤ）表间数值选用独立样本Ｔ检验，三组及四组组间比较使用单因素。数据处理使用ＳＰＳＳ?１９．０统计软件，部分数据处理及制图采用??ｒａｐｈｐａｄＰｒｉｓｍ．５软件Ｐ＜０．０５为有统计学意义。??．?４实验结果??２．１．４．１?ＧＧＰＰＳ１在ＡＲＤＳ患者肺泡灌洗液中表达增力卩（Ｆｉｇ．２－１）??与对照组相比较，ＡＲＤＳ组患者的肺泡灌洗液中ＧＧＰＰＳ１浓度上升约?３．７６?倍（９０．７８?±３７．２３?ＶＳ?２４．１２?±８．８６?Ｐ＜０．００１；?９５％?ＣＩ：?３有统计学差异。??
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本文编号：2888632