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阐述ABCA1介导载脂蛋白A1调节巨噬细胞炎症反应及其机制

最后更新时间:2024-02-29 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:10349 浏览:36624
论文导读:
摘要:动脉粥样硬化(atherosclerosis, As)相关心脑血管疾病的发病率和死亡率正逐年升高,其防治成为当前医学探讨领域的重要课题。As的发病历程十分复杂,近年来,As是一种炎症疾病的观点越来越受探讨者所重视,血管壁炎症反应被认为是As发生进展的关键因素。载脂蛋白A1(apoppoproteinA-Ⅰ, apoA-Ⅰ)是血浆高密度脂蛋白(high density ppoprotein, HDL)的主要成分,参与体内胆固醇逆向转运(reverse cholesterol transport, RCT),由此具有抗As的作用。近来探讨发现,HDL/apoA-Ⅰ除了参与RCT外,还具有显著的抗炎效应,其机制探讨对于明确As的慢性炎症疾病特点及其防治具有重要作用。三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)是以ATP为能源,推动细胞内游离胆固醇(free cholesterol,FC)和磷脂流出并转运至贫脂apoA-Ⅰ,以而调节细胞内胆固醇平衡的一种整合膜蛋白。探讨显示,ABCA1基因敲除(ABCA1-KO)鼠相对于野生鼠,除了在As斑块中有更严重的脂质蓄积外还有着更多的炎症细胞浸润。而且,敲除或干扰ABCA1基因表达后HDL/apoA-Ⅰ调节巨噬细胞炎症反应的效应显著消失或降低,提示ABCA1主要介导了HDL/apoA-Ⅰ的抗炎效应。前期探讨显示,apoA-Ⅰ/ABCA1的结合具有类似于配体/受体结合的高饱和性和亲和性。当apoA-Ⅰ与ABCA1结合后可迅速激活巨噬细胞内多条信号途径,例如双面神激酶2(Janus kinase2,J2),环腺苷酸(cycpc adenosine monophosphate,cAMP)和Rho家族小G蛋白CD2等。活化J2通常进一步激活信号传导与转录激活因子(signal transducers andactivators of transcription,STATs)家族蛋白,而J2/STATs信号途径是介导细胞外信号转导至细胞核,以而调节相关基因表达的重要信号转导途径。在巨噬细胞中,J2/STAT3信号途径被证实具有重要的抗炎作用,过表达STAT3或IL-10均可通过激活STAT3而抑制巨噬细胞多种炎症因子的表达。生物信息学浅析结果显示,ABCA1蛋白质胞内环的核苷酸结合结构域(nucleotide-binding domain,NBD)有着2个STAT3的激活位点YXXQ基序(924-927和1990-1993),提示apoA-Ⅰ与ABCA1结合后可能迅速激活巨噬细胞J2/STAT3信号途径。由此,本探讨以apoA-Ⅰ/ABCA1特殊的配体/受体结合功能入手,观察HDL及其主要成分apoA-Ⅰ对脂多糖(ppopolysaccharide,LPS)诱导巨噬细胞炎症反应的影响,探讨ABCA1介导apoA-Ⅰ调节巨噬细胞炎症反应的胞内信号途径及其分子机制,并在体内明确apoA-Ⅰ抗As炎症激活的效应及其作用机制。第一部分apoA1对LPS诱导巨噬细胞炎症反应的影响及调节方式目的:观察HDL及其不同成分对LPS诱导巨噬细胞源性泡沫细胞炎症因子表达的影响,并观察apoA-Ⅰ调节巨噬细胞炎症反应的作用方式。策略:培养THP-1细胞株,用160nmol/L的佛波酯(phorbol12-myristate13-acetate,PMA)刺激细胞12h,使其诱导分化为巨噬细胞,并以50mg/L的氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density ppoprotein,oxLDL)孵育细胞使其转化为THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞。以HDL(30μg/ml)及其主要成分apoA-Ⅰ(10μg/ml)、载脂蛋白B(apoppoprotein B,apoB)(10μg/ml)、卵磷脂(phosphatidyl-chopne,PC)(25μg/ml)和胆固醇(cholesterol, CHO)(50ng/ml)分别预处理细胞3h后,用LPS(10ng/ml)处理细胞6h,采取免疫印迹实验(western blotting)和酶联免疫吸附法(ELISA)法检测肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、白细胞介素1β(interleukin-1β, IL-1β)、单核细胞趋化因子1(monocyte chemotactic factor, MCP-1)、干扰素γ(interferon-γ,IFN-γ)、IL-6和环氧合酶2(cyclooxygenase-2, COX-2)的表达。提取人外周血单核细胞并诱导分化为巨噬细胞,oxLDL(50mg/L)孵育过夜后用apoA-Ⅰ(10μg/ml)和/或LPS (10ng/ml)处理细胞。构建含TNF-α启动子的氯霉素乙酰转移酶(chloramphenicol acetyltranerase, CAT)报告基因,转染THP-1细胞,采取ELISA法观察apoA-Ⅰ对LPS诱导TNF-α转录活性的影响;采取Western-blotting观察apoA-Ⅰ对LPS诱导THP-1巨噬细胞IkBα磷酸化(p-IkBα)和核内p65NF-kB表达的影响;不同处理因素处理细胞3h,加入放线菌素D(actinomycin D,Act D)终止转录,采取定量PCR检测巨噬细胞TNF-α等多种炎症因子mRNA的表达。结果:HDL和apoA-Ⅰ预处理THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞3h后,LPS诱导的炎症因子TNF-α、IL-1β、MCP-1、IFN-γ和IL-6的表达显著减少,COX-2的表达无显著变化;HDL的其他成分apoB、PC和CHO对LPS诱导的THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞炎症因子表达无显著影响。ApoA-Ⅰ预处理人外周血巨噬细胞3h后显著降低LPS诱导的TNF-α的表达。apoA-Ⅰ并不显著影响LPS诱导THP-1巨噬细胞源性论文导读:AG490,STAT3、ABCA1和TTP小RNA干扰(siRNA)处理细胞,以实时定量PCR、ELISA等策略分别检测巨噬细胞炎症因子mRNA和蛋白质的表达。采取RNA-EMSA法检测蛋白质是否与TNF-α3`非翻译区(3`-untranslatedregions,3`-UTR)AU重复序列(AU-richelements,ARE)形成蛋白质-RNA复合物。结果:apoA-Ⅰ显著上调LPS刺激下THP-1巨噬细胞源性泡沫
泡沫细胞的TNF-α启动子活性、p-IkBα和核内p65NF-kB表达的水平。Act D终止转录后,apoA-Ⅰ预处理显著降低不同时间点LPS诱导的炎症因子TNF-α、IL-1β、MCP-1和IL-6的mRNA表达量,提示其推动了炎症因子的mRNA降解。结论:①apoA-Ⅰ抑制LPS诱导的巨噬细胞多种炎症因子的表达;②apoA-Ⅰ主要通过转录后调节炎症因子mRNA稳定性抑制LPS诱导的炎症因子表达。第二部分apoA-Ⅰ抑制LPS诱导巨噬细胞炎症反应的分子机制目的:探讨apoA-Ⅰ抑制LPS诱导巨噬细胞炎症反应的细胞内分子机制。策略:培养THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞模型和人外周血巨噬细胞。以apoA-Ⅰ和/或LPS处理THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞或人外周血巨噬细胞,采取Western-blotting和/或免疫荧光细胞化学等策略检测锌指蛋白36(Tristetrapropn,TTP)、人抗原R(Human antigen R,HuR)、磷酸化J2和STATs的表达。分别利用J2/STAT3信号途径抑制剂AG490,STAT3、ABCA1和TTP小RNA干扰(siRNA)处理细胞,以实时定量PCR、ELISA等策略分别检测巨噬细胞炎症因子mRNA和蛋白质的表达。采取RNA-EMSA法检测蛋白质是否与TNF-α3`非翻译区(3`-untranslated regions,3`-UTR)AU重复序列(AU-rich elements,ARE)形成蛋白质-RNA复合物。结果:apoA-Ⅰ显著上调LPS刺激下THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞和人外周血巨噬细胞TTP的表达,对HuR的表达没有显著影响;TTP siRNA下调THP-1巨噬细胞TTP的表达,并显著抑制apoA-Ⅰ下调炎症因子表达和推动炎症因子mRNA降解的作用。RNA-EMSA结果显示,apoA-Ⅰ推动THP-1巨噬细胞内蛋白质与ARE探针形成复合物,加入TTP抗体形成supershift带。ApoA-Ⅰ迅速推动THP-1巨噬细胞J2和STAT3磷酸化,核内STAT3表达增加,STAT1和STAT6的磷酸化不受影响;AG490和STAT3siRNA抑制J2、STAT3磷酸化,并显著抑制apoA-Ⅰ对TTP表达的上调作用。ABCA1siRNA下调ABCA1的表达,并显著抑制apoA-Ⅰ对THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞STAT3磷酸化和TTP表达的上调作用,也抑制了apoA-Ⅰ推动TNF-α mRNA降解的效应。结论:①apoA-Ⅰ/ABCA1通过J2/STAT3信号途径上调LPS刺激下人巨噬细胞源性泡沫细胞TTP的表达;②apoA-Ⅰ通过TTP推动THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞炎症因子mRNA的降解。第三部分apoA-Ⅰ对apoE-/-小鼠血管壁炎症反应及As病变的影响及机制目的:以apoE基因敲除(apoE-KO)小鼠为探讨对象,观察过表达人apoA-Ⅰ对LPS诱导apoE-KO小鼠动脉粥样硬化(As)病变、血管壁巨噬细胞浸润和炎症因子表达的影响,并在体内探讨其相关分子机制。策略:20周龄雄性apoE-KO小鼠以普通饲料饲养,并随机分为四组:对照组、LPS组、LPS+apoAⅠ过表达组和LPS+GFP过表达组(每组20只)。其中,对照组每天皮射与实验组同等剂量的生理盐水;LPS组每天皮射LPS(25μg/只);LPS+apoAⅠ过表达组除给予LPS处理外,通过尾静脉注射2型腺相关病毒rA2-apoAⅠ-GFP(1×1011v.p./只);LPS+GFP过表达组除给以LPS处理外,通过尾静脉注射2型腺相关病毒rA2-GFP(1×1011v.p./只)。4周后处死动物,采取肝脏组织荧光检测、荧光定量PCR法和Western-blotting法检测肝脏中人apoA-Ⅰ mRNA和蛋白质表达水平;免疫比浊法检测血清中人apoA-Ⅰ的表达水平。采取酶氧化法检测甘油三酯、总胆固醇等血脂水平;ELISA法检测血清炎症因子(TNF-α、IL-1β和MCP-1等)的表达;HE染色法观察主动脉窦动脉粥样硬化病变情况;油红O染色观察主动脉和主动脉窦处脂质蓄积情况;免疫组织化学法检测巨噬细胞标志物CD68的表达;荧光定量PCR和/或Western-blotting法检测小鼠主动脉ABCA1、TTP、p-J2和p-STAT3mRNA和/或蛋白质的表达。提取小鼠腹腔巨噬细胞,检测TTP和炎症因子mRNA的降解情况。结果:肝脏组织荧光检测结果显示,rA2注射后4周仍可检测到GFP表达;荧光定量PCR和Western-blotting法结果显示,apoA-Ⅰ过表达组小鼠肝脏中人apoA-Ⅰ的mRNA和蛋白质水平显著升高;免疫比浊法显示apoA-Ⅰ过表达组小鼠血清中有着人apoA-Ⅰ的表达,而GFP过表达组未检测到人apoA-Ⅰ。与对照组比较,LPS组小鼠血浆HDL水平降低,其他脂质成分无显著转变,但TNF-α、IL-1β和MCP-1等炎症因子的水平显著升高,主动脉窦处As病变面积增大,主动脉和主动脉窦部脂质含量增加,主动脉炎症因子水平显著升高,主动脉窦部炎症细胞浸润显著;与LPS组小鼠比较,LPS+apoA-Ⅰ过表达组小鼠的HDL-胆固醇和总胆固醇显著增加,血浆炎症因子的水平显著降低,主动脉窦处As病变显著减轻,主动脉和主动脉窦部脂质含量显著减少,主动脉炎症因子水平显著降低,主动脉窦部巨噬细胞浸润显著减少,主动脉ABCA1、p-J2、p-STAT3和TTP的表达显著增加。相对于LPS组,LPS+apoA-Ⅰ过表达组小鼠腹腔巨噬细胞TTP的表达显著增加,TNF-α和IL-1β的mRNA降解率增快。相对于LPS组,LPS+GFP过表达组小鼠上面陈述的指标无显著变化。结论:①过表达人apoA-Ⅰ抑制LPS诱导apoE-KO小鼠As病变的进展;②apoA-Ⅰ降低LPS处理apoE-KO小鼠炎症因子水平,并抑制斑块内巨噬细胞浸润;③apoA-Ⅰ上调a论文导读:及机制67-102前言67-69实验材料69-72实验策略72-78实验结果78-97讨论97-101小结101-102结论102-103参考文献103-114综述114-140参考文献126-140攻读学位期间所获科研成果140-143课题资助143-144致谢144上一页123
poE-KO小鼠主动脉和腹腔巨噬细胞TTP的表达,并推动炎症因子mRNA降解,该效应与激活J2/STAT3途径和上调ABCA1有关。关键词:
【学位授予单位】:论文南华大学
【学位级别】:论文博士
【学位授予年份】:论文2012
【分类号】:论文R363
【目录】:论文主要缩略语中英文索引5-8
中文摘要8-13
ABSTRACT13-19
第一部分 apoAⅠ对 LPS 诱导巨噬细胞炎症反应的影响及调节方式19-42
前言19-21
实验材料21-23
实验策略23-29
实验结果29-38
讨论38-41
小结41-42
第二部分 apoAⅠ抑制LPS诱导巨噬细胞炎症反应的细胞内分子机制42-67
前言42-44
实验材料44-46
实验策略46-49
实验结果49-63
讨论63-66
小结66-67
第三部分 apoAⅠ对 apoE-/-小鼠血管壁炎症反应及 As 病变的影响及机制67-102
前言67-69
实验材料69-72
实验策略72-78
实验结果78-97
讨论97-101
小结101-102
结论102-103
参考文献103-114
综述114-140
参考文献126-140
攻读学位期间所获科研成果140-143
课题资助143-144
致谢144