STIM1抗体封闭对fMLP诱导的人中性粒细胞极性及趋化性的影响

摘要

研究背景：
　　 中性粒细胞是先天免疫系统的重要组成部分。当机体遭受外来细菌和病原体入侵时,充当第一道防线,它们的主要功能是渗出血管壁并迁移到炎症灶,通过吞噬作用和释放超氧化物和/或蛋白水解酶杀死细菌和入侵的微生物。这种外渗和迁移的机制是通过细胞的极性和趋化性来实现的。临床上一些疾病例如败血症、哮喘、缺血/再灌注损伤和器官移植的排斥反应、动脉粥样硬化、病毒性心肌炎、类风湿性关节炎、过敏反应、炎症性皮肤病甚至肿瘤的发生和转移都与中性粒细胞极性功能的增强和减弱有关。因此深入探讨中性粒细胞极性调节机制为抵抗中性粒细胞激活导致的机体组织损伤寻找到新的干预和治疗靶点。
　　 钙信号调控细胞内许多重要生理、病理过程,胞质内Ca2+浓度升高依赖于两种途径:内质网钙库释放和细胞膜外钙内流。钙池操纵的钙流入(store-operatedcalcium entry,SOCE)是非兴奋细胞的主要钙流入形式。近年来随着蛋白基质交互分子(stromal interaction molecule,STIM)的发现,将SOCE调控机制的研究向前推进了一步。Liou,Roos等证实了STIM1而非STIM2调控着SOCE。STIM1作为SOCE的关键分子,主要存在于内质网(Endoplasmic Reticulum,ER)内,也有少量分布于质膜(plasma membrane,PM)上,它包含着一个定位于ER内的EF-hand基序,充当着钙离子感受器的角色。文献报导SOCE在细胞极性及趋化过程中发挥着重要作用,但对于STIM1分子在其中的作用及作用机制缺乏研究。
　　 细胞的极性机制研究中存在着依赖P13K和非依赖P13K两条途径。P13K-Akt被认为是经典的极性信号通路,也有研究表明酪氨酸激酶Src、Rho小G蛋白参与极性形成、细胞的迁移、肿瘤的侵袭与转移等。而对于fMLP诱导的人中性粒细胞极性及趋化过程中是否也存在这样的信号传导通路尚不清楚。
　　 人中性粒细胞为终末血细胞,在体外存活时间短,难于进行基因操作或RNA干扰,那么电转抗体封闭技术对于这种短时程的研究不失为一种行之有效的手段。为了阐明SOCE在人中性粒细胞极性及趋化性的作用以及调控机制,本实验采用此技术封闭细胞内STIM1蛋白分子,观察其对中性粒细胞趋化率的影响,以及相关的信号蛋白分子Akt,Src,Pho小G蛋白的变化。
　　 目的：
　　 本实验通过研究STIM1抗体封闭后对fMLP诱导的人中性粒细胞极性及趋化性的影响,探讨SOCE在人中性粒细胞极性及趋化性中的作用及其调控机制。
　　 方法：
　　 1.采用Dextran作用下红细胞自然沉降,Ficoll-Hypaque密度梯度离心,低渗裂解红细胞的方法急性分离人外周血中性粒细胞。
　　 2.使用电转仪将anti-STIM1抗体转入人中性粒细胞内以进行后续的人中性粒细胞极性及趋化性的研究。
　　 3.采用Immunoprecipitation和Western blotting检测anti-STIM1抗体电转效果。
　　 4.使用Zigmond chamber观察STIM1抗体封闭后fMLP诱导的人中性粒细胞趋化率的变化。
　　 5.应用GST pull-down and Western blotting方法检测STIM1抗体封闭后fMLP诱导的人中性粒细胞极性及趋化过程中相关信号分子的变化。
　　 结果：
　　 1.Immunoprecipitation和Western blotting检测anti-STIM1抗体电转效率显著,电转anti-STIM1抗体组检测到的蛋白信号强于非电转组(P<0.001)。
　　 2.Control组、IgG组、anti-STIM1三组间趋化率比较差异有统计学意义(P<0.001),趋化率的大小为Control组>IgG组>anti-STIM1组。
　　 3.免疫印迹结果显示Control组加与不加fMLP刺激p-Akt检测到的蛋白条带信号很弱,差异无统计学意义(P=0.505),Src磷酸化以及Rac1,Rac2,Cdc42活化水平加fMLP刺激后高于不加fMLP(P<0.001)；IgG组有着相同趋势,p-Akt无变化(P=0.766),p-Src,GTP-Rac1,GTP-Rac2,GTP-Cdc42在fMLP刺激后其含量高于不加fMLP(P<0.001):anti-STIM1组p-Akt差异无统计学意义(P=0.476),p-Src(=0.315),GTP-Rac1(P=0.944),GTP-Rac2(P=0.386),GTP-Cdc42(P=0.386)加与不加fMLP刺激各组比较差异均无统计学意义。
　　 结论：
　　 1.STIM1抗体封闭后抑制了fMLP诱导的人中性粒细胞极性及趋化性,提示SOCE可能参与了fMLP诱导的人中性粒细胞极性和趋化性。
　　 2.STIM1抗体封闭后下调Src和Rac/Cdc42的活性,说明SOCE通过Src-Rac/Cdc42信号通路正性调节fMLP诱导的人中性粒细胞极性及趋化性。