本文關(guān)鍵詞：慢性阻塞性肺疾病患者中性粒細(xì)胞的異常極性化及香煙提取物誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞極性化的機(jī)制探討

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【摘要】：研究背景慢性阻塞性肺疾病(COPD)嚴(yán)重危害人類的健康,由其所引起的死亡人數(shù)占全球死亡人數(shù)的5%,是造成慢性疾病高發(fā)病率和死亡率的重要因素之一。世界衛(wèi)生組織預(yù)計(jì)慢性阻塞性肺疾病(COPD)造成的死亡在未來的十年將會(huì)增加30%。課題組已經(jīng)從肺組織的上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等多個(gè)角度對(duì)其發(fā)病機(jī)制展開研究,而發(fā)病過程中趨化因子對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞(PMNs)的募集及其造成的炎癥反應(yīng)可能也是慢性阻塞性肺疾病(COPD)疾病啟動(dòng)和遷延的重要原因,另一方面COPD外周血嗜中性粒細(xì)胞(PMNs)遷移也存在著異常,表現(xiàn)為遷移的速度明顯增加但向趨化物方向遷移的數(shù)量降低,這導(dǎo)致嗜中性粒細(xì)胞(PMNs)在整個(gè)肺組織中非定向的異常聚集,引起肺部的非特異性炎癥并損傷肺組織導(dǎo)致氣道炎癥及肺氣腫。中性粒細(xì)胞是先天免疫應(yīng)答的重要組成部分,是機(jī)體抵御外來微生物病原體尤其是化膿性細(xì)菌的入侵的第一道防線。極性化形態(tài)的建立是中性粒細(xì)胞定向遷移到炎癥部位,發(fā)揮殺菌抗炎作用的前提,但中性粒細(xì)胞不恰當(dāng)?shù)募せ顓s與臨床上一些疾病例如敗血癥、哮喘、缺血/再灌注損傷、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、過敏反應(yīng)等密切相關(guān)。因此深入探討COPD患者中性粒細(xì)胞極性化情況及極性化過程的信號(hào)機(jī)制,對(duì)尋找新的治療和干預(yù)靶點(diǎn),防止中性粒細(xì)胞不適當(dāng)激活導(dǎo)致的組織損傷具有重要意義。中性粒細(xì)胞能夠被大量趨化物質(zhì)激活,例如fMLP, C5a, LTB4, IL-8, PAF, MIP-2等,其中來源于細(xì)菌的多肽fMLP刺激作用最強(qiáng)。fMLP刺激的中性粒細(xì)胞極性化和趨化過程中,激活了胞內(nèi)一系列復(fù)雜的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng),首先胞膜上屬于G蛋白耦聯(lián)受體被激活釋放出G β γ異源二聚體,而G β γ亞單位可激活大量下游信號(hào)分子,如磷酸肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K), Rho小G蛋白,酪氨酸激酶和蛋白激酶C等,其中PI3K和它的脂質(zhì)產(chǎn)物磷酯酰肌醇三磷酸(phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate, PIP3)是一個(gè)經(jīng)典的極性通路模塊。目前認(rèn)為,PI3K的產(chǎn)物PIP3和Rac是中性粒細(xì)胞發(fā)生極性化的的關(guān)鍵信號(hào)分子。中性粒細(xì)胞中Rac的活化除了通過PI3K依賴的途徑被激活外,同時(shí)存在PI3K非依賴的激活途徑。靜息的中性粒細(xì)胞大量存在于外周血循環(huán)中呈現(xiàn)圓形,受到趨化因子刺激后,很快朝向趨化劑來源建立起一個(gè)頭部寬大的極性形態(tài)。細(xì)胞形態(tài)對(duì)稱性打破需要細(xì)胞將胞外信號(hào)翻譯并在胞內(nèi)建立極性化的信號(hào)分子分布,如蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等呈現(xiàn)不對(duì)稱分布,細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)重構(gòu)的變化等。作為細(xì)胞生理過程的重要信號(hào)分子,Ca2+被證實(shí)參與嗜中性粒細(xì)胞(PMNs)極性變化,中性粒細(xì)胞作為非興奮細(xì)胞,胞內(nèi)Ca2+信號(hào)主要受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等Ca2+庫清空而引起的外Ca2+內(nèi)流的影響,這被稱為鈣庫操作性鈣內(nèi)流機(jī)制,這一機(jī)制由感受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)Ca2+離子變化的基質(zhì)相互作用分子(STIM) 1、2和胞膜上的Orail分子的影響,鈣庫操縱性鈣內(nèi)流(SOCE)是調(diào)控非興奮細(xì)胞[Ca2+]i升高的關(guān)鍵機(jī)制。但目前對(duì)慢阻肺病人的外周靜脈血中性粒細(xì)胞的極性化情況是否發(fā)生異常改變,以及這種改變是否與SOCE相關(guān)聯(lián),文獻(xiàn)中尚未闡明。吸煙在慢阻肺發(fā)病的危害作用被大量證實(shí),廣東部分地區(qū)慢阻肺的流病學(xué)研究顯示,吸煙人群中僅有15.1%患慢阻肺,且吸煙量對(duì)慢阻肺患病率影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。已有文獻(xiàn)報(bào)道,在SOCE通過Akt-Src-Rho-GTPase信號(hào)通路參與fMLP刺激下的中性粒細(xì)胞的極性化,那么香煙提取物(CSE)引起的中性粒細(xì)胞的極性化趨化狀態(tài)是否與SOCE引起的Akt通過或Src通路的活化有關(guān)呢?這對(duì)于闡明吸煙在慢阻肺疾病的發(fā)病和致病機(jī)制中有一定的意義。目的1.觀察正常不吸煙人群、正常吸煙人群和不同GOLD分級(jí)慢阻肺病人外周靜脈血中性粒細(xì)胞的極性化(自發(fā)極性化率以及fMLP梯度濃度刺激下的定向極性化率)的差異。2.檢測正常不吸煙人群、正常吸煙人群和不同GOLD分級(jí)慢阻肺病人外周靜脈血中性粒細(xì)胞內(nèi)鈣庫操縱性鈣內(nèi)流(SOCE)重要功能成分：基質(zhì)交聯(lián)分子(STIM) 1、2和Orail的表達(dá)是否有差異。3.檢測正常不吸煙人群、正常吸煙人群和不同GOLD分級(jí)慢阻肺病人外周靜脈血中性粒細(xì)胞內(nèi)鈣庫操縱性鈣內(nèi)流(SOCE)所引起的細(xì)胞鈣內(nèi)流情況是否有差異。4.通過檢測PI3K的下游標(biāo)志信號(hào)分子Akt磷酸化水平以及Src磷酸化,及PI3K抑制劑和Akt抑制劑作用下香煙提取物誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的極性化情況,探討香煙提取物(CSE)刺激下中性粒細(xì)胞的極性化是否受經(jīng)典的PI3K信號(hào)通路調(diào)控。5.探討SOCE抑制劑對(duì)香煙提取物刺激下中性粒細(xì)胞極性化、Akt磷酸化及Src磷酸化水平及細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)的作用。方法1.采用經(jīng)典的梯度密度離心的方法分離中性粒細(xì)胞,主要包括紅細(xì)胞沉降,淋巴細(xì)胞分離液密度梯度離心和低滲裂解殘存的紅細(xì)胞三個(gè)步驟。首先葡聚糖T-500 (Dextran T-500)沉降紅細(xì)胞可以除去絕大多數(shù)紅細(xì)胞,接下來淋巴細(xì)胞分離液密度梯度離心可將外周血單個(gè)核白細(xì)胞與多型核白細(xì)胞分開,殘存的紅細(xì)胞通過低滲溶解快速移除。獲得的中性粒細(xì)胞分別進(jìn)行臺(tái)盼藍(lán)和瑞氏染色,分析細(xì)胞的活性和純度。細(xì)胞純度和活力分別大于95%和98%。2.中性粒細(xì)胞用或不用2-APB, SKF96365, Ly249002或Deguelin預(yù)處理30分鐘,采用Zigmong Chamber建立fMLP或者香煙提取物(CSE)的線性濃度梯度,觀察中性粒細(xì)胞受到相應(yīng)刺激后細(xì)胞形態(tài)變化及極性化情況。3。運(yùn)用FV1000激光共聚焦顯微鏡(LSCM)檢測細(xì)胞內(nèi)鈣離子的方法檢測不同組志愿者中性粒細(xì)胞及2-APB, SKF96365對(duì)TG刺激SOCE和香煙提取物(CSE)刺激的鈣內(nèi)流的影響。4.通過Western blot的方法,用2-APB, SKF96365, Ly249002或Deguelin處理中性粒細(xì)胞30min,觀察其對(duì)香煙提取物(CSE)刺激的Akt磷酸化及Src磷酸化的影響。5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±SD)表示,數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 13.0軟件處理分析。三組及三組以上樣本均數(shù)比較滿足方差齊性用One-way ANOVA方差分析,組間兩兩比較采用LSD法；若方差不齊,采用welch檢驗(yàn),組間兩兩比較采用Dunnett's T3法。P0.05為存在顯著性差異。結(jié)果1.慢阻肺Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)志愿者的外周血中性粒細(xì)胞在沒有fMLP梯度濃度刺激下發(fā)生的自發(fā)極性化率均顯著高于健康不吸煙組、健康吸煙組。[(15.70±8.01)%,P0.05,(27.50±11.99)%、(24.21±8.45)%、(18.13±6.56)%比(7.99±3.91)%、(5.76±4.81)%,均P0.01]；健康不吸煙組與健康吸煙組自發(fā)極性化率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2.在fMLP梯度濃度刺激下,各組外周血中性粒細(xì)胞向刺激來源fMLP方向發(fā)生的定向極性化的比例均顯著低于健康不吸煙組和健康吸煙組[(2.75±1.27)%,(3.52±1.29)%、(3.83±1.82)%、(3.06±0.62)%比(7.44±3.31)%、(8.44±3.47)%,均P0.01]。健康不吸煙組與健康吸煙組在fMLP梯度濃度刺激下的定向極性化率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3. 四個(gè)慢阻肺疾病組中性粒細(xì)胞由TG引起的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫清空導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)鈣水平升高程度較兩對(duì)照組降低約30%,由此引起的細(xì)胞外鈣內(nèi)流即SOCE與對(duì)照組相比降低約60%。4.四個(gè)慢阻肺組SOCE的重要組成成分：基質(zhì)交聯(lián)蛋白(STIM) 1、2及Orail表達(dá)均顯著高于健康不吸煙組、健康吸煙組(均P0.01)。5.0.5%的香煙提取物引起中性粒細(xì)胞最大定向極性化率。對(duì)照組中性粒細(xì)胞在香煙提取物(CSE)梯度濃度刺激下的定向趨化極性化率為(41.49±4.76)%；而用SKF96365 (40μpM)或2-APB (100 u M)預(yù)處理30mmin后,中性粒細(xì)胞的定向趨化極性化率分別降至(19.09±1.83)%和(14.06±1.62)%(P=0.000；P=0.000),存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。6.TG刺激的中性粒細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)清空引起了細(xì)胞內(nèi)鈣水平升高,即第一個(gè)峰時(shí)對(duì)照組和藥物處理組(SKF96365及2-APB)的相對(duì)值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=1.556,P=0.285)；而第二個(gè)峰,即SOCE所引起的細(xì)胞內(nèi)鈣水平的相對(duì)值統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn),(F=14.941,P=0.000),對(duì)照組的相對(duì)值分別被SKF96365及2-APB抑制了30%和45%左右(P=0.000；P=0.000)。將刺激物TG換成CSE,鈣庫清空所致的第一個(gè)峰,對(duì)照組和藥物處理組(SKF96365及2-APB)的相對(duì)值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=2.082,P=0.206)；而對(duì)第二個(gè)峰所選取的相對(duì)值統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn),(F=749.394,P=0.000),對(duì)照組的相對(duì)值分別被SKF96365及2-APB抑制了30%和60%左右(P=0.000；P=0.000)。7。與對(duì)照組相比,中性粒細(xì)胞經(jīng)梯度濃度的香煙提取物刺激后細(xì)胞極性化率顯著性上調(diào)(F=66.533,P=-0.000)。用P13K抑制劑(Ly249002)和Akt抑制劑(Deguelin)預(yù)處理中性粒細(xì)胞30min后,與未處理組相比,香煙提取物刺激的細(xì)胞定向極性化率顯著性降低(P=0.000；P=0.000)。8.香煙提取物不同刺激時(shí)間點(diǎn)間的Akt磷酸化及Src磷酸化的相對(duì)值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=6.376, P=0.004; F=41.57, P=0.000), LSD法兩兩比較發(fā)現(xiàn)CSE刺激15mmin時(shí)Akt或Src的磷酸化相對(duì)于control組(CSE刺激0s)顯著增高(P=0.000；P=0.000)；從均值上看,CSE刺激15mmin時(shí)的Src以及Akt磷酸化相對(duì)值達(dá)到最高。9.與對(duì)照組相比,經(jīng)香煙提取物刺激的中性粒細(xì)胞的Akt和Src磷酸化水平顯著升高(F=4.681, P=0.013)。SKF96365和2-APB預(yù)處理中性粒細(xì)胞后,與未處理組相比,CSE刺激的Src磷酸化的水平顯著性降低(P=0.011；P=0.036)。而不同藥物處理組的Akt磷酸化相對(duì)值無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,從均值上看,各藥物處理組的Akt磷酸化均較CSE刺激組降低。結(jié)論1.與健康不吸煙組與健康吸煙組相比,慢阻肺患者的外周靜脈血中性粒細(xì)胞自發(fā)極性化率明顯增高而定向極性化率明顯降低,即慢阻肺患者的中性粒細(xì)胞呈現(xiàn)出大量而不精準(zhǔn)的極性化趨化狀態(tài)。2.與健康不吸煙組與健康吸煙組相比,慢阻肺患者外周靜脈血中性粒細(xì)胞鈣庫操縱性鈣內(nèi)流(SOCE)的重要功能組分基質(zhì)相互作用分子(STIM)1、2和Orail蛋白表達(dá)明顯升高；且由其引起的細(xì)胞內(nèi)鈣水平升高的峰值明顯降低。即,慢阻肺患者的中性粒細(xì)胞SOCE的組分和功能存在異常。3. SOCE在CSE刺激的中性粒細(xì)胞極性化中扮演不可或缺的作用,抑制SOCE可以顯著的抑制CSE刺激的中性粒細(xì)胞的極性化趨化運(yùn)動(dòng)。4.在CSE刺激的中性粒細(xì)胞極性化過程中,SOCE主要通過非Akt信號(hào),即Src信號(hào)通路起作用,同時(shí),Akt通路的活化在調(diào)控細(xì)胞極性化的發(fā)生起到重要作用。
【關(guān)鍵詞】：慢性阻塞性肺疾病 中性粒細(xì)胞極性化 香煙提取物 鈣庫操縱性鈣內(nèi)流
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R563.9
【目錄】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-16
• 前言16-21
• 材料與方法21-30
• 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)材料21-26
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)方法26-30
• 結(jié)果30-48
• 第一節(jié) 慢阻肺患者中性粒細(xì)胞的極性化及SOCE介導(dǎo)的鈣信號(hào)異常30-35
• 第二節(jié) SOCE抑制劑對(duì)香煙提取物誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞極性化的影響35-43
• 第三節(jié) Akt通路及Src通路參與香煙提取物誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞極性化43-48
• 討論48-52
• 全文小結(jié)52-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 英文縮略詞表59-62
• 致謝62-63
• 目前已獲得的主要成果63-64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉升明,王小平,王大禮,周玉民,呂嘉春,鄭勁平,鐘南山,冉丕鑫;廣東部分地區(qū)慢性阻塞性肺疾病發(fā)病狀況調(diào)查[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2005年11期

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本文編號(hào)：856216