摘要第一部分人血浆微粒的检测及其富含线粒体内容物的验证<br> 背景与目的:微粒(microvesicles,MVs)是表面带有磷脂酰丝氨酸且直径在0.1~1um之间由细胞释放的囊泡,其可携带来自胞质、胞核的多种成分并同脓毒症的病理生理机制相关。而与线粒体损伤相关的分子模式(mitochondrialdamage-associatedmolecularpatterns,mtDAMPs)目前也被认为同脓毒症的病理生理机制相关,且已被证明可由体外激活血小板释放的MVs所携带。然而,人血浆当中的MVs是否能携带类似上述成分尚不清楚。因此,本研究第一部分拟构建血浆MVs的检测方案并对血浆MVs是否富含线粒体内容物进行验证,为下一步研究MVs及其内容物在脓毒症中的作用奠定基础。<br> 方法:收集脓毒症患者、健康志愿者及感染患者血浆样本,高速离心分离并提取MVs,采用已知纳米级微粒标准品对流式细胞仪进行设门并采用对数显示。应用设定后流式细胞仪对人血浆MVs进行检测,而后将其同人血浆MVs的已知特性进行比对。通过对MVs的线粒体成分进行mitotracker及anti-tom22染色并联合激光共聚焦和流式细胞术,对血浆MVs是否富含线粒体内容物进行验证。<br> 结果:应用对数显示的AriaⅡ流式细胞仪可清晰检测到直径为1um、0.5um、0.2um的微粒标准品且分群明显。借助微粒标准品及对数显示后的流式细胞分析表明,人血浆MVs大部分位于0.1~1um之间,且MVs数目峰群位于0.2~0.5um之间。激光共聚焦分析显示血浆中存在磷脂酰丝氨酸及mitotracker双阳性的MVs。流式分析显示血浆中不仅存在磷脂酰丝氨酸及mitotracker双阳性的MVs,也存在磷脂酰丝氨酸及tom22双阳性的MVs。<br> 结论:人血浆MVs富含线粒体内容物。<br> 第二部分脓毒症患者血浆微粒的表达及其与炎症、内皮损伤标志物的相关性研究<br> 背景与目的:目前MVs及mtDAMPs被认为同脓毒症介导的炎症反应有关。同时,存在差异表达的富含线粒体内容物的MVs(microvesiclescarriedwithmitochondrialcomponents,mitoMVs)已在肝炎小鼠血浆中被发现。然而,同样以炎症为病理基础的脓毒症血浆中尚未有类似发现。因此,本部分将对脓毒症组及相关对照组血浆MVs及部分炎症、内皮损伤标志物进行检测,以明确脓毒症中是否存在差异表达的mitoMVs并探讨其与上述标志物的关系。<br> 方法:收集脓毒症组患者、感染组患者及对照组健康人血浆、血清样本,对MVs的线粒体成分进行线粒体跨膜蛋白22(tom22)染色,分别采用流式细胞术检测MVs、线粒体跨膜蛋白22阳性微粒(tom22+MVs)在上述血浆样本的表达水平,采用酶联免疫吸附实验(enzyme-linkedimmunosorbentassay,Elisa)检测白介素-6(IL-6)、白介素-8(IL-8)、C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及内皮损伤标志物可溶性血管细胞黏附分子-1(sVCAM-1)在上述血清样本中的表达水平,并分析他们的相关性。<br> 结果:本研究共纳入健康对照组20人,感染组患者34人,脓毒症组患者19人,三组之间在年龄、性别及既往病史方面无差异性。相较于对照组,感染组及脓毒症组具有更高水平的MVs(P<0.01)。相较于健康对照组,tom22+MVs在局部感染和脓毒症患者体内表达明显升高。即便相较于局部感染患者,脓毒症患者也具有更高水平的tom22+MVs。脓毒症患者血浆当中CRP、IL-6、IL-8及TNF-α的表达水平显著高于健康对照组,且sVCAM-1的表达也有明显升高。在脓毒症组,tom22+MVs不仅与TNF-α的表达水平相关,也与sVCAM-1的表达水平相关。<br> 结论:脓毒症患者血液当中存在显著升高的MVs、mitoMVs、炎症标志物及内皮损伤标志物。脓毒症患者mitoMVs同时与炎症反应及内皮损伤相关,其可能是内皮细胞功能障碍的原因。<br> 第三部分脓毒症患者血浆微粒介导血管内皮损伤的研究<br> 背景与目的:脓毒症是由感染诱导的全身炎症反应综合征,内皮细胞是参与上述炎症反应的重要成分。MVs是细胞之间进行信号传导的介质,其携带的内容物被认为同其生物活性相关。其次,mtDAMPs的多种成分均可诱导Ⅰ型IFN(Interferon,IFN)信号通路的激活。因此,在前两部分基础上,本部分拟明确脓毒症血浆MVs是否也可以诱导血管内皮细胞发生炎症反应,特别Ⅰ型IFN信号通路的激活,以及脓毒症血浆MVs富含的线粒体内容物是否是Ⅰ型IFN信号通路激活的原因。<br> 方法:收集健康人血浆提取的MVs(MVcontrol)及脓毒症患者血浆提取的MVs(MVsepsis),培养人脐静脉内皮细胞(humanumbilicalendothelialcells,HUVECs),应用激光共聚焦观察HUVECs对MVs的摄取。应用MVcontrol及MVsepsis同时干预HUVECs,分别采用Elisa及实时定量聚合酶链反应(quantitativereal-timepolymerisechainreaction,qRT-PCR)检测IL-8在细胞上清及细胞mRNA中的表达差异。应用超声粉碎MVsepsis携带的线粒体内容物,而后将超声干预前后的MVsepsis同时和HUVECs共孵育,采用qRT-PCR检测2′-5′寡腺苷酸合成酶2(2′-5′-oligoadenylatesynthetase2,OAS2)、自由基S-腺苷甲硫氨酸基结构域蛋白2(radicalS-adenosylmethioninedomaincontaining2,RSAD2)、趋化因子配体10(C-X-Cmotifchemokineligand10,CXCL10)三种Ⅰ型IFN信号基因的表达变化。应用流式细胞术及qRT-PCT检测MVcontrol及MVsepsis干预HUVECs后一氧化氮(Nitricoxide,NO)及一氧化氮合酶3(Nitricoxidesynthase3,NOS3)的表达变化。<br> 结果:相较于MVcontrol,MVsepsis可导致HUVECs中IL-8的mRNA及其蛋白表达升高。其次,MVsepsis在和HUVECs共孵育后,流式分析显示,HUVECs的红色(mitoMVs被染后的颜色)荧光强度明显增高,激光共聚焦显示mitoMVs聚集到了细胞核周围。同时,同MVcontrol相比,MVsepsis可导致HUVECs中CXCL10、RSAD2及OAS2三种Ⅰ型IFN信号基因的表达升高,且以CXCL10的升高最为显著。应用超声破碎MVsepsis携带的线粒体内容物并和HUVECs共孵育后,流式分析HUVECs的红色荧光强度明显降低,激光共聚焦显示,mitoMVs聚集于HUVECs细胞核周围的数量明显减少,且qRT-PCR显示HUVECs中RSAD2、OAS2及CXCL10三种基因的表达显著降低。此外,同MVcontrol相比,虽然MVsepsis可导致胰岛素刺激的HUVECs中NO的释放和NOS3mRNA的表达降低,但没达到有统计学差异。<br> 结论:MVsepsis能诱导血管内皮细胞发生炎症反应,且MVsepsis富含的线粒体内容物是血管内皮细胞Ⅰ型IFN信号激活的原因。
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