内质网应激和凋亡PERK-eIF2α-CHOP信号通路在甲基苯丙胺慢性肺毒性机制中的研究

发布时间：2020-06-09 04:44

【摘要】：目的:甲基苯丙胺(Methamphetamine,MA)俗称“冰毒”,属于苯丙胺类中枢神经兴奋剂,现已成为全球滥用最为广泛的毒品之一。长期使用MA会造成脑、心、肺等多器官功能障碍和损伤。内质网应激是内质网折叠蛋白质的能力和其需求间的失衡,通常会导致大量的未折叠及错误折叠蛋白堆积,继而引发未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。内质网应激发生时,游离的GRP78增多,因此GRP78蛋白水平表达增加成为内质网应激发生的标志之一。PERK与GRP78解离后会引发自身磷酸化和低聚化,活化真核起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2α,e IF2α),减少大部分细胞蛋白的翻译起始以对抗错误折叠蛋白堆积所造成的细胞毒性。活化的eIF2α会介导转录活化因子4(activation transcription factor 4,ATF4)的转录。ATF4诱导促凋亡因子C/EBP同源蛋白(homologous protein,CHOP)的表达,继而诱导BAX表达增加并由细胞质向线粒体转移,同时增加细胞质的钙离子浓度,活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶12(Caspase-12)以及Caspase级联反应。内质网应激PERK-eIF2α信号通路广泛存在于肺纤维化、肺癌、肺气肿、中性粒细胞哮喘和肺血管重构的病理进程中,但其是否存在于甲基苯丙胺所导致的慢性肺损伤中仍不清楚。因此,该实验旨在研究:(1)甲基苯丙胺是否诱导了内质网应激;(2)内质网应激和凋亡PERK-e IF2α-CHOP信号通路在甲基苯丙胺引发的慢性肺毒性中的作用。研究方法:30只雄性Wistar大鼠(200g±10g)随机分为对照组、M5组和M10组,每组10只。M5组腹腔注射甲基苯丙胺5mg/kg,M10组腹腔注射甲基苯丙胺10mg/kg,每天两次,持续给药五周,对照组给与等量的生理盐水。统计并计算每组大鼠给药后第一周与给药最后一周的存活率。五周后,将所有存活大鼠解剖取出肺组织,每组取三只大鼠肺组织浸泡于多聚甲醛中脱水,制成蜡块,其余组织-80℃冰箱保存。对肺组织切片进行HE染色实验及IHC法检测GRP78、CHOP、BAX;Western blot法检测GRP78、PERK、e IF2α、p-eIF2α、ATF4、CHOP、BAX、Caspase-12。结果:五周后,甲基苯丙胺导致大鼠肺组织有明显的肺泡壁缺失、肺泡融合、肺泡数量呈剂量依赖性的减少和炎症细胞的浸润,明显降低了大鼠的生存率。与对照组相比,M10组的GRP78和PERK信号通路相关蛋白(如PERK、p-eIF2α、ATF4和CHOP)表达显著增加,凋亡相关因子(CHOP、BAX、Caspase-12)表达明显上调。结论:在甲基苯丙胺诱导的大鼠慢性肺损伤模型中有内质网应激的参与,PERK-e IF2α-ATF4信号通路被激活,最终通过促凋亡因子CHOP和BAX激活凋亡信号通路,由Caspase-12引发细胞凋亡。该研究为研究甲基苯丙胺的肺毒性机制提供了新的观点和依据。
【图文】：

甲基苯丙胺,生存率,给药,肺泡

18图 3.1 甲基苯丙胺导致的慢性肺损伤：大鼠给药第一周和最后一周的生存率。B：大鼠肺组织的 HE 染色（200×）。C：织的肺泡数（n=3，肺泡数表示为平均值±标准差，**P < 0.01 相对于 CON 组，+对于 M5 组）

甲基苯丙胺,平均值,标准差,肺组织

20图 3.2 甲基苯丙胺诱导的 GRP78 表达A：Western blot检测大鼠肺组织的GRP78 表达（n=6，，相对表达量表示为平均值±标差，**P < 0.01 相对于CON组，++P < 0.01 相对于M5 组）。B：免疫组织化学检测肺组织GRP78 蛋白的表达（400×）。C：免疫组织化学检测大鼠肺组织的GRP78 蛋白表达的光
【学位授予单位】：中国医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R994.3

【参考文献】