MIP-1α增加肠屏障通透性及其机制的研究

摘要

目的：
　　 肠上皮细胞的紧密连接是肠上皮细胞间的主要连接方式，它对维持上皮细胞的极性、调节肠屏障的通透性发挥着重要的作用。紧密连接调节着离子和大分子物质的跨细胞旁路的被动转运，只允许小分子可溶性物质和离子通过而不允许毒性大分子和微生物通过，紧密连接一旦发生改变，肠上皮细胞(IEC)间隙通透性就会增加，所以上皮细胞的完整性对于保护肠道的屏障功能及防止微生物进入体内具有重要的意义，现已证明有多种蛋白质参与紧密连接的形成，主要有ZOs、occludin、claudin以及黏附分子等[1-2]。目前认为主要起作用的蛋白为ZO-1、occludin、claudin蛋白。
　　 巨噬细胞炎性蛋白(macrophage inflammatory protein，MIP)-1α是C-C趋化因子家族成员之一，对多种细胞具有趋化、活化作用[3-4]，是参与机体炎症反应和免疫反应的一种重要的趋化性细胞因子，已有研究表明，MIP-1α与很多炎症性疾病及肿瘤性疾病有密切关系，但其机制仍不明确。近年也有研究证明，MIP-1α能抑制蛋白的表达[5]。MIP-1α还能抑制细胞进入周期和/或降低细胞的生长速度。
　　 近年研究表明很多因素可以导致肠粘膜屏障通透性的增加，主要是通过紧密连接的改变，本研究旨在加入MIP-1α处理caco-2单层细胞后肠上皮细胞紧密连接的改变情况及其影响机制的阐述。
　　 方法：
　　 1、不同实验条件下MIP-1α作用于单层caco-2细胞观察其对紧密连接的影响:
　　 (1)利用Transwell方法观察不同浓度，相同作用时间、相同浓度不同时间点MIP-1α作用单层caco-2细胞后FITC标记的Dextran透过率的情况。
　　 (2)通过Transwell实验选取适合浓度及一定作用时间，MIP-1α作用于紧密连接，免疫荧光方法观察其相关蛋白ZO-1、occludin的变化情况。
　　 2、通过抑制剂的干扰初步确定相关的信号通路
　　 (1)分别利用免疫荧光，western-blot，Transwell的实验方法检测各种抑制剂预处理后，50ng/mL MIP-1α与Caco-2细胞相互作用24小时后肠上皮细胞间紧密连接蛋白ZO-1、occludin的变化。
　　 (2)western-blot方法观察MIP-1α处理后与相关信号通路相关的蛋白表达。
　　 结果：
　　 1、通透性改变
　　 通过Transwell结合免疫荧光的方法观察到MIP-1α对单层caco-2细胞具有增加其通透性的作用。正常Caco-2细胞，occludin及Zo-1蛋白沿细胞膜分布。MIP-1α减少紧密连接蛋白ZO-1的表达，改变occludin蛋白的分布，Zo-1蛋白呈锯齿状分布，并且荧光信号减弱;occludin蛋白向胞浆内转移，并且在胞浆内可见阳性颗粒。
　　 2、加入抑制剂后与对照组相比
　　 (1)疫荧光可见PD98059、Y27632抑制剂组紧密连接锯齿状改变明显恢复。LY294002、GO6976抑制剂组未见明显变化。
　　 (2)Transwell的方法观察到，FITC标记的dextran的穿过率，抑制剂LY294002、GO6976实验组穿过率较对照组未见明显改变，抑制剂Y27632、PD98059实验组则明显降低。
　　 (3) western-blot方法可见紧密连接蛋白ZO-1的表达与对照组相比，GO6976、LY294002实验组明显降低或者不升高，Y27632、PD98059实验组明显升高。
　　 同时可见occludin蛋白未见明显变化。Occludin蛋白抽提后，可溶性及不可溶性occludin的表达，可见Y27632、PD98059组可溶性蛋白增加，不可溶性蛋白明显减少，说明在MIP-1α作用后紧密连接蛋白occludin向胞浆转移。
　　 3、探讨MIP-1α处理后几种信号蛋白的表达情况
　　 western-blot方法检测到MIP-1α处理后p-cofilin蛋白具有浓度依赖性及时间依赖性。P-ERK蛋白则有表达高峰的出现。
　　 结论：
　　 1、MIP-1α可以通过减弱紧密连接蛋白ZO-1的表达、影响occludin的异常分布，导致肠上皮细胞通透性的增加。
　　 2、MIP-1α可能通过激活MEK/ERK(PD98059)、Rho/Rock(Y27632)信号通路途径来改变紧密连接蛋白的表达及分布。

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