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目的:
各种急慢性炎症性疾病在外科十分常见,如严重感染导致的急性炎症是危重病人死亡的一个主要原因。巨噬细胞作为体内重要的自然免疫细胞在各种急慢性炎症性疾病中起重要作用,巨噬细胞活化后可产生大量的炎症介质、活性氧等进而引起机体的损伤。如何有效的控制机体的炎症反应,除应用有效的抗生素外,还需阻断参与感染连锁反应的炎症介质和机体细胞因子的作用。有报道革兰阳性杆菌感染诱导caspase-1活化中特别需要NALP3炎症复合体的参与,而P2X7的活化导致的钾离子流动对NALP3炎症复合体的激活具有重要意义。
P2X受体属于一类配体门控的,非选择性的阳离子通道超家族。P2X7受体是P2X受体家族中独特的一员,其在ATP刺激下,存在于细胞膜上的P2X7受体导致细胞膜的离子通道开放并形成贯通胞膜的孔道,调节细胞通透性、细胞因子的释放以及细胞凋亡,在小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中表达P2X7受体。炎症复合体(inflammasome)是胞浆内一组复杂的多蛋白复合体,它的主要功能是促进半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(capsase-1)的活化,从而可以促进一些炎性细胞因子的分泌、活化和成熟,如白介素-18和白介素-1β(interleukin,IL-18和IL-1β)等。NALPs是一类NOD样蛋白受体(为CARTERPILLER蛋白家族成员),而NALP3炎症复合体是NALPs家族中的一员,是近几年发现的一种表达于细胞浆中的蛋白,NALP3能够感受外源性、内源性的配体,NALP3蛋白通过接头蛋白ASC来募集caspase-1来形成炎症复合体,参与caspase-1的活化与IL-1β前体的成熟过程,NALP3炎症复合体由NALP3、ASC、pro-caspase-1和Cardinal蛋白构成。
本实验通过观察小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中激活P2X7受体后NALP3表达量的变化情况。拟证明P2X7受体与NALP3基因具有相关性,通过用ATP激活P2X7受体可引起NALP3表达量上调,即在小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中激活P2X7受体可以引起NALP3炎症复合体的活化过程。
方法:
1.通过研究小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中P2X7受体和NALP3炎症复合体的相关性表达。本实验首先采用RT-PCR和westernblot方法检测未经处理的正常小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中NALP3的表达情况。
2.采用P2X7受体的天然激动剂ATP激活P2X7受体,然后再采用RT-PCR和westernblot方法检测NALP3炎症复合体中的主要成分NALP3在mRNA和蛋白水平的表达情况。
3.分别用P2X7受体和NALP3的干扰RNA,即P2X7-siRNA和NALP3-siRNA。采用转染技术在小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中分别转染NALP3-siRNA、和同时转入P2X7-siRNA及NALP3-siRNA。
4.在经过转染处理的样本中分别加入P2X7受体的天然激动剂ATP,以ADP作为对照,分别用RT-PCR和westernblot方法分别检测敲除NALP3、以及同时敲除P2X7受体和NALP3时的NALP3的表达情况。同未经处理的正常小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中NALP3的表达量作对比。
结果:
1.RT-PCR和westernblot方法证明在正常的小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中NALP3在mRNA水平和蛋白水平均有表达。
2.采用P2X7受体的天然激动剂ATP激活P2X7受体后,RT-PCR和westernblot方法证明NALP3在mRNA水平和蛋白水平的表达均具有上调的趋势。
3.在小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中分别转染NALP3-siRNA、和同时转入NALP3-siRNA及P2X7-siRNA后加入P2X7受体的天然激动剂ATP和对照物ADP后,RT-PCR和westernblot方法证明在没有P2X7受体或者少量存在P2X7受体的情况下通过激活P2X7受体并没有使NALP3的表达量存在明显的变化。
结论:
通过P2X7受体的天然激动剂ATP激活P2X7受体后我们发现NALP3在mRNA水平和蛋白水平的表达均具有上调的趋势,而作为对照组加入ADP确没有表达上调的现象出现。证明P2X7受体与NALP3确实具有相关性表达情况,即在小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中激活P2X7受体可以介导NALP3的表达量上调。因此我们可以初步认为在小鼠巨噬细胞株p388d1细胞中P2X7受体可能在NALP3炎症复合体参与的炎症反应中发挥着重要的信号传导作用。