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应激是机体对有害刺激所做出的适应性综合反应,主要表现为包括下丘脑-垂体-肾上腺轴(Hypothalamus-pituitary-adrenal,HPA)在内的机体多种内环境稳态轴的适应性改变,以提高机体应激后存活率。众所周知,不同的个体对相同刺激原的应激反应能力是不同的,机体在创伤应激状态下所表现出的应激反应能力及继发性损伤可因遗传背景不同而具有显著差异。这种应激反应差异内在机制的探讨和干预、控制手段的研究,一直是人们密切关注的问题。机体应激时器官组织内糖皮质激素-糖皮质激素受体(Gc-GR)效应发生显著改变,且与损伤刺激强度相关,而Gc-GR效应强弱也与应激反应程度密切相关。伴侣蛋白热休克蛋白90家族(heat shock protein 90s,Hsp90s)是Gc-GR效应途径所必需的,其在GR蛋白质熟化、构象维持、GR配基结合、Gc-GR复合物核转位以及GR核内循环等过程中发挥重要的调节作用。 据报道两株遗传背景高度一致的C57BL/6和BALB/c小鼠不但具有创伤后早期反应异质性及创伤后炎症反应和创伤修复的差异,同时表现出对外源性免疫原的不同免疫反应,上述过程都与其Gc-GR效应的差异密切相关。探讨C57BL/6和BALB/c小鼠Gc-GR效应差异的发生机制和具体影响环节,以及是否存在诸如Hsp90s基因结构性差异(基因多态性)对Gc-GR效应的调节及其在两株小鼠创伤应激差异的作用,是我们研究的目的和核心。 本课题采用全身冲击伤(systemie blast injury,SBI)创伤应激模型,探讨具有显著应激反应差异的BALB/c和C57BL6小鼠的Gc一GR信号通路三个主要环节:配基Gc水平、GR水平和胞浆胞核分布、Gc一GR途径的关键调节蛋白HsP90s在应激前后的变化。并针对Hsp90s家族中结构性表达的Hsp84异构体,探讨其功能域多态性在创伤应激反应差异中的作用和机制。 主要研究内容和结果如下:1.本实验采用的SBI创伤模型,是一种研究创伤应激的良好模型,具有 致伤因素单一(冲击波致伤)、致伤条件完全一致、无需麻醉、重复控制 性好、并可同时致伤大批动物等优点。2.通过对C57BL/6和BALB/c小鼠在SBI创伤应激条件下的死亡率表型 的观察,证实C57BL/6小鼠具有较强的应激适应能力,两者应激能力 的差异主要发生在创伤应激后6小时以内,表现为即时应激差异。3.免疫印迹实验显示C57BL/6小鼠SBI后6h内的脑组织GR胞核/胞浆 相对比值显著高于BALB/c小鼠,SBI后24h两品系间无显著差别,提 示C57BL/6应激早期的脑组织GR核转位效率高于BALB/c小鼠:与 此相一致的是,EMSA实验显示SBI后C57BL/6小鼠脑组织胞核提取 物的糖皮质激素反应元件(GRE)结合活性高于BALB/。小鼠。上述数据 说明两品系小鼠间Gc一GR效应在GR核转位及GRE结合活性环节存 在显著差异,这可能是两品系小鼠应激反应差异的重要原因。4.在SBI应激后,小鼠血清皮质醇浓度在0.5h迅速增高,至72h前逐渐 回落接近应激前水平;两株小鼠SBI后脑组织胞浆HspgO含量显著高 于SBI前,脑组织胞核HspgO含量与SBI前相比差异不显著。上述指 标在两品系间无显著性差异,提示在C57BL/6和BALB/c小鼠应激反 应差异中血清Gc含量和细胞Hspgo表达量变化不是造成两品系小鼠 应激差异的主要原因。5.根据前述结果的提示,从C57BL/6小鼠脑组织中克隆出的全长hsp84 基因(2 452bP),序列分析发现其与BALB/c小鼠的同源基因存在多处碱 基差异,其中一个C/T碱基置换和一个C/G碱基置换,分别造成相应 的脯氨酸/丝氨酸(Pro/Ser)和脯氨酸/精氨酸(Pro/Axg)替代,这一基因差 异在肝组织和心脏组织中也得到应证。提示是一个新的hsp84等位基 因,经检索GenBank数据库证实了这一点,并成功在Genbank注册(登 录号:AF465639)。上述两个差异位点中,前者与GR的G。结合及GR 胞核定位有关,后者与Hsp84二聚体的稳定性有关。这表明Hsp84的 功能域具有基因多态性,而这种多态性可能就是导致两品系小鼠 Gc一GR效应差异的原因。6.通过构建C57BL/6小鼠的Hsp84表达质粒PcD3一Ch84,并将其转染到 离体培养的BALB/c成纤维细胞后,能够提高GR核转运能力,增加 GR胞核/胞浆比,证明c57BL/6小鼠HsP84的高应激能力主要是由其 结构差异决定的。初步证明了C57BL/6小鼠Hsp84具有较高GR核转 位易化作用。