一氧化碳对脂多糖致大鼠肺泡巨噬细胞系NR8383损伤的影响及可能机制

摘要

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）病因复杂，病情发展迅速，死亡率高，是临床常见的急危重症[1]。肺泡巨噬细胞作为机体呼吸道防御外界细菌病毒等有害物质的第一道防线，在ARDS的发生、发展及转归中发挥重要作用[2]。当有毒物质或致敏颗粒进入呼吸道后，可以通过激活肺泡巨噬细胞生成大量氧自由基、分泌大量促炎因子，募集并激活中性粒细胞等多种途径导致肺损伤[3]。研究表明，线粒体是活性氧（ROS）产生的主要场所[4]。ARDS时肺泡巨噬细胞线粒体受损，正常氧化磷酸化途径受抑制，ROS生成增多，并且内源性自由基清除剂的活性降低，导致线粒体大量氧自由基堆积。同时伴随线粒体膜电位下降， ATP生成减少，造成细胞氧化应激损伤[5]。线粒体的功能与形态结构密切相关，当细胞遭受氧化应激损伤时线粒体融合分裂平衡被打破，即分裂增加，融合减少[6,7]。
　　众所周知，一氧化碳（CO）是一种污染大气的有害气体，早在1857年Claude Bernard首次记录CO与血红蛋白结合后导致血红蛋白和氧结合的能力减弱甚至丧失，严重者可引起窒息。然而，近年来研究发现CO在某些病理状态动物模型中起着重要作用，目前的研究大多集中在CO的抗炎、抗氧化应激、抗细胞凋亡及细胞保护方面，即CO可减轻应激所致的细胞或组织损伤[8-11]。研究表明，CO可通过调控线粒体细胞色素氧化酶活性减轻异氟烷所致大鼠大脑细胞的氧化应激[9]。CO是否可通过影响线粒体的功能和形态起到减轻肺脂多糖（LPS）致肺泡巨噬细胞损伤的作用尚有待研究。
　　目的：探讨CO对LPS致大鼠肺泡巨噬细胞系NR8383损伤的影响及作用机制。
　　方法：本研究分为两部分。第一部分：使用不同浓度LPS和CORM-2处理NR8383，确定LPS致细胞损伤模型的浓度和CORM-2的安全工作浓度。第二部分：确定LPS及CORM-2浓度后将细胞按照随机分为8组（n=10）C组、CORM-2组、ZnPP组、LPS组、LPS+CORM-2组、LPS+iCORM-2组、LPS+ZnPP组、LPS+NaOH组。各组处理如下：CORM-2组给予CORM-2100μM处理细胞，ZnPP组给予 ZnPP10μM处理细胞， LPS组向培养基中加入 LPS10μg/ml， LPS+CORM-2组使用 CORM-2100μM预处理1h后加入 LPS10μg/ml， LPS+iCORM-2组使用 iCORM-2100μM预处理1h后加入 LPS10μg/ml，LPS+ZnPP组使用ZnPP10μM预处理细胞0.5h后加入LPS10μg/ml，LPS+NaOH组使用ZnPP溶剂0.2M NaOH预处理0.5h后向培养基中加入LPS10μg/ml，C组加入等量PBS液。各组细胞处理完毕后继续孵育24h收集各组细胞上清与沉淀用于后续指标检测。用MTT法检测细胞活力，DCFH-DA探针检测细胞ROS含量，试剂盒检测细胞SOD活力，流式细胞仪检测线粒体膜电位和细胞凋亡率， ATP酶含量试剂盒检测ATP含量，RT-PCR检测HO-1、Drp1、Fis1、Mnf1/2、OPA1 mRNA含量，Western bolt法检测HO-1、Drp1、Fis1、Mnf1/2、OPA1的表达。
　　结果：第一部分确定 LPS致肺泡巨噬细胞损伤模型的浓度为10g/ml， CORM-2的安全工作浓度为100M。第二部分中与C组相比，CORM-2组、ZnPP组各检测指标无统计学意义（P＞0.05）；LPS组、LPS+CORM-2组、LPS+iCORM-2组、LPS+ZnPP组、LPS+NaOH组细胞活力、SOD酶活性、线粒体膜电位、ATP含量、Mnf1/2、OPA1 mRNA含量及表达降低(P＜0.05)，ROS含量、细胞凋亡率、HO-1、Drp1、Fis1 mRNA含量及表达增加（ P＜0.05）。与 LPS组相比， LPS+iCORM-2组、LPS+NaOH组各检测指标无统计学意义（ P＞0.05）；LPS+CORM-2组细胞活力、SOD酶活性、线粒体膜电位、ATP含量、HO-1、Mnf1/2、OPA1 mRNA含量及表达增加(P＜0.05)，ROS含量、细胞凋亡率、Drp1、Fis1 mRNA含量及表达减少（P＜0.05）；LPS+ZnPP组细胞活力、SOD酶活性、线粒体膜电位、ATP含量、HO-1、Mnf1/2、OPA1 mRNA含量及表达降低(P＜0.05)，ROS含量、细胞凋亡率、Drp1、Fis1 mRNA含量及表达增加（P＜0.05）。
　　结论：CO通过HO-1调节线粒体融合分裂蛋白的表达及线粒体功能从而减轻LPS致NR8383氧化应激损伤。

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缩略语

前言

研究现状、成果

研究目的、方法

一、LPS致NR8383损伤模型的建立及CORM-2安全工作浓度的确定

1.1对象和方法

1.2结果

1.3讨论

1.4小结

二、CO减轻LPS致NR8383氧化应激损伤及机制

2.1对象和方法

2.2结果

2.3讨论

2.4结论

结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

综述: 一氧化碳在脓毒症中作用的研究进展

致谢

个人简历