生长因子PGRN在内毒素炎症应答中功能的初步研究

发布时间：2017-12-16 22:07

  本文关键词：生长因子PGRN在内毒素炎症应答中功能的初步研究

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【摘要】：炎症是指机体对内外环境的有害刺激所产生的一种复杂的生理和病理反应,其基本病理改变是变性、渗出和增生,表现为“红、肿、热、痛”。炎症既能产生保护性防御反应,也是引起多种重要疾病的共同通路,在感染、肿瘤、心脑血管疾病、老年痴呆和神经退行性疾病、变态反应疾病、精神病等多种重大疾病的发生和发展过程中占有十分重要的地位。败血症是由感染引起的严重系统性炎症反应综合征,其特征是天然免疫反应失调,表现为早期的强炎症反应伴随炎性细胞因子增强(“细胞因子风暴”),随后引起T淋巴细胞凋亡导致免疫抑制和氧化损伤引起器官衰竭和机体死亡,复杂的发病机制导致败血症具有较高的发病率和死亡率。 颗粒蛋白前体(progranulin, PGRN)是一种新型生长因子,具有广泛的生理功能,不仅能够调节健康组织的生长、维持、修复,还参与肿瘤等多种病理性过程。PGRN同时具有重要的抗炎作用,是肿瘤坏死因子a (tumour necrosis factor, TNF-a)的潜在抑制剂,能抑制TNF-a诱导的中性粒细胞呼吸爆发。PGRN在控制自身免疫性疾病如类风湿性关节炎的进程中也起到关键作用。已有研究报道PGRN在炎症中发挥作用,PGRN基因敲除小鼠的骨髓来源巨噬细胞经细菌脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)处理后释放较野生型巨噬细胞更多的促炎性因子和较少的IL-10,且PGRN基因敲除小鼠清除李斯特菌的能力下降。但目前PGRN调控炎症反应的机制尚不清楚。 本论文利用腹膜巨噬细胞(peretoneal macrophage,PM)炎症反应及盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture, CLP)和内毒素休克动物模型,初步探讨PGRN在炎症应答中的作用。 一、PGRN缺失型腹膜巨噬细胞对细菌脂多糖的体外炎症应答 实验目的：内源性PGRN基因缺失对细菌LPS诱导腹膜巨噬细胞炎症应答的影响。方法：诱导提取野生型(wild type, WT)小鼠及PGRN基因敲除小鼠(knock out type, KO)腹膜细胞(peretoneal exduate cell, PEC),观察PEC数目、形态和类型；流式细胞术检测PEC的巨噬细胞表面标志物CD11b F4/80。LPS分别处理WT或KO小鼠PM, LPS、重组PGRN或LPS加重组PGRN分别处理WT小鼠PM,培养24h后收集细胞上清,ELISA法检测TNF-α、白细胞介素1β (interleukin-1β,IL-1β),白细胞介素12(interleukin-12,IL-12), Griess法检测一氧化氮(nitric oxide, NO)。结果：PGRN缺失对小鼠PEC的数目、组成及巨噬细胞表面标志物CD11b、F4/80的表达无明显影响；与WT组相比,LPS诱导PGRN KO来源的PM分泌较高水平的TNF-α IL-1β、IL-12及NO。外源给予重组PGRN后,LPS诱导WT组PM分泌TNF-α、IL-1β、IL-12及NO的水平降低。结论：PGRN缺失不显著改变小鼠PEC的性质及PM表型,但可导致PM对LPS的刺激产生了更强的炎症反应；重组PGRN处理则可抑制LPS诱导PM产生的炎症反应,提示PGRN可通过影响PM分泌促炎细胞因子而发挥其抗炎效应。 二、PGRN基因敲除对盲肠结扎穿孔术及内毒素休克小鼠模型炎症应答的影响 实验目的：观察PGRN在动物体内炎症应答中的功能。方法：构建盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture, CLP)的败血症模型和腹腔注射不同剂量LPS致内毒素休克模型,观察PGRN基因敲除型小鼠和野生型小鼠的存活率；CLP后24h对小鼠血液及腹腔灌洗液行细菌培养菌落计数；ELISA法检测两种模型血液中TNF-a.IL-10的含量。结果：CLP模型中,PGRN基因敲除型小鼠的死亡率明显高于野生型小鼠,血液和腹腔灌洗液的菌落计数高于WT组,24h血清TNF-a含量较WT组增高,IL-10含量较WT组降低；内毒素休克模型中,致死量LPS注射后,野生型和PGRN基因敲除型小鼠均迅速死亡,且PGRN基因敲除小鼠死亡的速度快于野生型小鼠,6h血清中TNF-a含量亦高于WT组；用WT小鼠的半致死量LPS注射后,KO小鼠不仅早于WT型死亡,并且最终存活率为零,血清中TNF-a含量明显高于WT组。结论：PGRN基因敲除小鼠对CLP诱导的败血症和内毒素休克更为敏感,产生更多的炎性细胞因子,炎症应答更强烈。 综上所述,本论文研究发现(1) PGRN基因缺失对生理状态下小鼠腹膜巨噬细胞的性质无显著影响。(2)PS刺激可诱导PGRN KO小鼠来源的腹膜巨噬细胞产生较野生型细胞更为强烈的炎症反应；而外源性给予重组PGRN则可抑制腹膜巨噬细胞对LPS的炎性应答。(3)在CLP小鼠模型和内毒素休克小鼠模型中PGRN KO小鼠能产生更多的炎性细胞因子、细菌清除率降低、肺部病理损伤较严重、其存活率均显著低于野生型小鼠。(4)腹腔注射重组PGRN对LPS诱导的小鼠内毒素休克具有保护作用,小鼠存活率增加。 本论文通过比较PGRN基因敲除小鼠和野生型小鼠及其来源的腹膜巨噬细胞的体内及体外炎症应答能力,从细胞和动物水平证明PGRN基因缺失对LPS诱导的炎症应答和败血症模型敏感性的决定性调控作用。为进一步揭示PGRN的抗炎机制以及PGRN调控的细胞炎症信号通路提供了理论和实验依据。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R363
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本文编号：1297630