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        大黃素對(duì)脂多糖刺激下肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞表達(dá)促凝及纖溶抑制因子的調(diào)節(jié)作用

        2022-02-03 06:50:44鄭興昊李清沈鋒楊貴霞李想肖川
        實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志 2022年24期
        關(guān)鍵詞:纖溶肺泡劑量

        鄭興昊 李清 沈鋒 楊貴霞 李想 肖川

        1貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科(貴陽(yáng) 550004);2貴州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院麻醉科(貴陽(yáng) 550002)

        急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)基本病理改變?yōu)榉闻菝?xì)血管損傷、肺水腫及后期的肺組織纖維化等[1]。頑固性低氧血癥是引起ARDS相關(guān)性多器官功能障礙(MODS)及死亡的重要原因。研究[2-3]表明,在ARDS疾病中存在肺泡促凝亢進(jìn)和纖溶抑制,引起肺血管內(nèi)廣泛微血栓、肺泡大量纖維蛋白沉積,導(dǎo)致肺泡死腔增多、通氣血流比例(V/Q)失調(diào)等,引起ARDS頑固性低氧血癥[4-5]。因此,針對(duì)上述改變,研究有效藥物,有望改善ARDS治療結(jié)局。大黃素(Emodin,ED)是天然的蒽醌衍生物[6],被廣泛應(yīng)用于治療流感、敗血癥等疾病[7-10]。既往研究[11-13]表明,ED能通過抑制NF-κB信號(hào)通路減輕肺損傷。筆者前期研究發(fā)現(xiàn),ED能有效改善LPS引起的ARDS肺泡過度促凝和纖溶抑制狀態(tài),抑制肺組織過度炎癥反應(yīng),具有較好肺保護(hù)作用[14],但它的作用機(jī)制不清楚。而肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞(AECⅡ)對(duì)肺泡纖溶抑制及促凝有非常重要的調(diào)控效用[15]。本文以AECⅡ?yàn)橹饕芯繉?duì)象,觀察ED對(duì)脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激下該細(xì)胞中促凝和纖溶抑制相關(guān)因子的影響,探索該藥作用環(huán)節(jié)。

        1 材料與方法

        1.1 細(xì)胞與主要試劑選用大鼠AECⅡ細(xì)胞株(中南大學(xué)細(xì)胞庫(kù)),LPS、ED(Sigma公司);組織因子(TF)一抗(美國(guó) NOVUS公司),3-磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)一抗(中國(guó)武漢),組織因子途徑抑制劑(TFPI)、纖溶酶原激活物抑制劑(PAI-1)一抗和二抗(美國(guó) Abcam),TFPI、PAI-1、TF引物序列(中國(guó)上海);凝血酶抗凝血酶復(fù)合物(TAT)、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)、Ⅲ型前膠原肽(PⅢP)及APC的ELISA試劑盒(上海)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)分組及處理將傳代培養(yǎng)的AECⅡ細(xì)胞分為5組。正常對(duì)照(NC)組:不做任何處理常規(guī)培養(yǎng);LPS組:參考前期研究方法[15]對(duì)細(xì)胞進(jìn)行LPS處理;不同劑量ED組:加入ED 0.25、0.5及1 μg/mL處理細(xì)胞1 h,然后加入LPS繼續(xù)培養(yǎng)24 h。

        1.3 細(xì)胞增殖及細(xì)胞毒性檢測(cè)試劑盒(CCK-8)篩選ED的最佳濃度取AECⅡ細(xì)胞懸液加入96孔板,細(xì)胞貼壁后加入不同濃度的ED溶液并培養(yǎng)24 h。換液后加入10%CCK-8溶液10 μL,培養(yǎng)箱中孵育4 h,酶標(biāo)儀檢測(cè)450 nm處吸光度(A),計(jì)算細(xì)胞存活率。選取與空白組相近細(xì)胞活力的ED濃度作為研究濃度。

        1.4 Western blotting檢測(cè) TF、TFPI、PAI-1的蛋白表達(dá)收集處理完畢的細(xì)胞,裂解細(xì)胞,高速低溫離心,收集上清液,按Western blotting檢測(cè)試劑盒操作說明檢測(cè)TF、TFPI、PAI-1蛋白表達(dá)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取均值。

        1.5 RT-qPCR檢測(cè)AECⅡ細(xì)胞中TF、TFPI、PAI-1的mRNA表達(dá)收集處理完畢的細(xì)胞,加入Trizol裂解液裂解,離心;根據(jù)RT-qPCR方法進(jìn)行操作。選用2-ΔΔCt法計(jì)算所需基因的表達(dá)量。

        1.6 ELISA檢測(cè)上清液中APC、AT-Ⅲ、TAT、PⅢP的水平取一定量的AECⅡ細(xì)胞上清液,根據(jù)試劑盒說明書進(jìn)行檢測(cè),測(cè)定A值時(shí)選用波長(zhǎng)450 nm的酶標(biāo)儀,選取標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到AECⅡ細(xì)胞上清液中APC、AT-Ⅲ、TAT、PⅢP水平。

        1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用Graphpad Prism9.0軟件作圖并統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù),計(jì)量資料使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差,組別間的比較選用單因素方差分析(one-way ANOVA),方差齊性時(shí)組別間的均數(shù)間兩兩比較使用 SNK-q(Student-Newman-Keuls)檢驗(yàn)法,當(dāng)方差不齊時(shí)使用Tamhane's T2檢驗(yàn)法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 CCK-8法篩選ED的最佳濃度如圖1所示,分別予0.25、0.5、1、2、4 μg/mL 5個(gè) ED濃度培養(yǎng)細(xì)胞后進(jìn)行CCK-8檢測(cè),結(jié)果顯示當(dāng)ED濃度達(dá)到1 μg/mL后細(xì)胞增殖呈逐漸下降趨勢(shì),故選1 μg/mL的劑量濃度作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究的最高劑量。

        圖1 CCK8實(shí)驗(yàn)中各組AECⅡ細(xì)胞的活性Fig.1 Activity of AECⅡcells in each group in CCK8 experiment

        2.2 ED劑量依賴性改善AECⅡ細(xì)胞中PAI-1、TFPI、TF的蛋白表達(dá)使用LPS刺激以后,細(xì)胞中TF和PAI-1的蛋白表達(dá)量顯著增加,TFPI蛋白表達(dá)顯著減少(均P<0.05)。ED劑量依賴性逆轉(zhuǎn)了PAI-1、TF和TFPI的蛋白改變(均P< 0.05)(圖2,表1)。

        圖2 蛋白質(zhì)免疫印跡試驗(yàn)(Western blotting)檢測(cè)各組大鼠AECⅡ細(xì)胞中PAI-1、TFPI、TF的蛋白表達(dá)Fig.2 The protein expressions of PAI-1,TFPI and TF in AECⅡcells were detected by Western blotting

        表1 各組AECⅡ細(xì)胞中TF、TFPI、PAI-1的蛋白表達(dá)比較Tab.1 Comparison of TF,TFPI and PAI-1 protein expression in AECⅡ cells of each group ±s

        表1 各組AECⅡ細(xì)胞中TF、TFPI、PAI-1的蛋白表達(dá)比較Tab.1 Comparison of TF,TFPI and PAI-1 protein expression in AECⅡ cells of each group ±s

        注:NC組是正常對(duì)照組,LPS組是脂多糖損傷刺激組,L-ED組、M-ED組、H-ED組分別是ED 0.25、0.5、1 μg/mL組;與NC組比較,a P <0.05;與LPS組比較,b P <0.05;與 L-ED組比較,c P <0.05;與M-ED組比較,d P<0.05,F(xiàn)為兩個(gè)均方的比值(效應(yīng)項(xiàng)/誤差項(xiàng))

        樣本數(shù)(個(gè))3 3 3 3 3組別NC組LPS組L-ED M-ED H-ED F值P值TF/GAPDH 0.25±0.02 0.80±0.02a 0.57±0.01ab 0.46±0.01abc 0.38±0.01abcd 728.3<0.000 1 TFPI/GAPDH 0.59±0.01 0.31±0.03a 0.40±0.01ab 0.45±0.02ab 0.51±0.04ab 52.52<0.000 1 PAI-1/GAPDH 0.31±0.03 0.85±0.04a 0.63±0.08ab 0.52±0.04ab 0.45±0.01ab 56.28<0.000 1

        2.3 ED劑量依賴性改善AECⅡ細(xì)胞PAI-1、TF、TFPI的mRNA表達(dá)使用LPS刺激AECⅡ細(xì)胞后其TF和PAI-1的mRNA表達(dá)量顯著增加,TFPI mRNA表達(dá)量顯著減少(均P<0.05)。使用不同劑量ED培養(yǎng)的細(xì)胞TF和PAI-1的mRNA表達(dá)量都較LPS組劑量依賴性減少,TFPI劑量依賴性增加(P<0.05),如表2所示。

        表2 各組AECⅡ細(xì)胞TF、TFPI、PAI-1 mRNA表達(dá)比較Tab.2 Comparison of TF,TFPI,PAI-1 mRNA expression in AECⅡcells of each group ±s

        表2 各組AECⅡ細(xì)胞TF、TFPI、PAI-1 mRNA表達(dá)比較Tab.2 Comparison of TF,TFPI,PAI-1 mRNA expression in AECⅡcells of each group ±s

        注:NC組是正常對(duì)照組,LPS組是脂多糖損傷刺激組,L-ED組、M-ED組、H-ED組分別是ED 0.25、0.5、1 μg/mL組;與NC組比較,a P <0.05;與LPS組比較,b P <0.05;與 L-ED組比較,c P <0.05;與M-ED組比較,d P<0.05,F(xiàn)為兩個(gè)均方的比值(效應(yīng)項(xiàng)/誤差項(xiàng))

        組別NC組LPS組L-ED M-ED H-ED F值P值樣本數(shù)(個(gè))3 3 3 3 3 TF 0.45±0.01 2.47±0.02a 2.00±0.01ab 1.36±0.07abc 1.02±0.06abcd 1072<0.000 1 TFPI 1.00±0.06 0.26±0.01a 0.51±0.02ab 0.62±0.01abc 0.70±0.02abcd 261.0<0.000 1 PAI-1 1.00±0.04 2.63±0.01a 2.39±0.03ab 2.06±0.04abc 1.84±0.10abcd 367.9<0.000 1

        2.4 ED劑量依賴性改善AECⅡ細(xì)胞上清液中TAT、AT-Ⅲ、APC及PⅢP水平LPS刺激后,AECⅡ細(xì)胞上清液中AT-Ⅲ、APC水平顯著少于NC組,PⅢP、TAT水平顯著多于NC組(均P<0.05)。ED劑量依賴性逆轉(zhuǎn)了上述因子的水平(均P<0.05),如表3所示。

        表3 各組AECⅡ細(xì)胞上清液中APC、AT-Ⅲ、TAT、PⅢP水平比較Tab.3 Comparison of APC,AT-Ⅲ,TAT,PⅢ P levels in the supernatant of AECⅡcells in each group ±s

        表3 各組AECⅡ細(xì)胞上清液中APC、AT-Ⅲ、TAT、PⅢP水平比較Tab.3 Comparison of APC,AT-Ⅲ,TAT,PⅢ P levels in the supernatant of AECⅡcells in each group ±s

        注:NC組是正常對(duì)照組,LPS組是脂多糖損傷刺激組,L-ED、M-ED、H-ED組分別是ED 0.25、0.5、1 μg/mL組;與NC組比較,a P <0.05;與LPS組比較,b P <0.05;與 L-ED組比較,c P <0.05,F(xiàn)為兩個(gè)均方的比值(效應(yīng)項(xiàng)/誤差項(xiàng))

        組別NC組LPS組L-ED M-ED H-ED F值P值組別NC組LPS組L-ED M-ED H-ED F值P值樣本數(shù)(個(gè))3 3 3 3 3樣本數(shù)(個(gè))3 3 3 3 3 APC(ng/mL)1 421.80±40.49 998.19±8.95a 1 095.85±4.53ab 1 234.42±26.37abc 1 296.48±47.2abc 88.96<0.000 1 TAT(ng/mL)9.93±0.40 17.69±0.23a 13.85±0.72ab 13.36±0.89abc 11.80±0.37ab 72.09<0.000 1 AT-Ⅲ(ng/mL)131.41±2.16 77.72±2.77a 90.85±3.24ab 114.42±3.70abc 118.94±3.21abc 153.2<0.000 1 PⅢP(ng/mL)185.50±1.27 280.81±10.99a 241.48±9.35ab 221.44±5.52abc 214.31±4.29ab 74.50<0.000 1

        2.5 ED對(duì)細(xì)胞核內(nèi)p65表達(dá)的影響為了觀察大黃素預(yù)處理對(duì)LPS刺激下細(xì)胞核內(nèi)p65表達(dá),我們使用免疫熒光法測(cè)定細(xì)胞核中p65水平。結(jié)果如圖3所示,ED預(yù)處理明顯降低了細(xì)胞核內(nèi)p65蛋白熒光染色。

        圖3 AECⅡ細(xì)胞核中p65的檢測(cè)Fig.3 Detection of p65 in the nucleus of AECⅡ

        3 討論

        本實(shí)驗(yàn)采用既往LPS濃度(5 μg/mL)刺激肺泡上皮細(xì)胞[16],模擬革蘭陰性桿菌誘導(dǎo)ARDS細(xì)胞模型。通過LPS刺激AECⅡ細(xì)胞后,使得其PAI-1、TF的表達(dá)水平均明顯升高,TFPI表達(dá)水平則明顯降低;細(xì)胞上清液中ATⅢ、APC含量均明顯減少,PⅢP、TAT含量則明顯增加,與我們前期結(jié)果一致[15-16]。ED預(yù)處理AECⅡ細(xì)胞,可明顯抑制LPS刺激引發(fā)的TF、PAI-1表達(dá)增加,促成TFPI表達(dá);另一方面又可明顯減少細(xì)胞上清液中PⅢP、TAT水平,增加APC、AT-Ⅲ含量。提示ED能有效逆轉(zhuǎn)LPS刺激引起的促凝和纖溶抑制因子的變化。

        TF是較強(qiáng)的促凝因子,其異常表達(dá)在血栓形成、動(dòng)脈粥樣硬化和急性冠脈綜合征等凝血疾病中起重要作用[17-18]。TFPI是TF的生理抑制劑,通過抑制TF-FVIIa復(fù)合物形成來抑制TF誘導(dǎo)的凝血[19-20]。PAI-1是主要的纖溶抑制劑,抑止纖維蛋白溶解從而增加纖維蛋白沉積[21]。ATⅢ由SerpinC1基因編碼[22],與內(nèi)皮細(xì)胞表面的肝素樣物質(zhì)相互作用起抗凝作用。蛋白C的活性形式為APC,具有強(qiáng)大的抗凝血活性[23]。TAT 代表凝血酶生成量,可用于評(píng)估機(jī)體的凝血激活狀態(tài)[24]。機(jī)體組織纖維化的程度則是通過PⅢP反映的,它的變化決定了體內(nèi)纖維組織的含量[25]。本研究提示,ED預(yù)處理明顯抑制了LPS刺激下AECⅡ細(xì)胞表達(dá)及分泌纖溶抑制因子和促凝,而增加抗凝因子的水平,提示ED具有糾正LPS刺激下AECⅡ細(xì)胞促凝和纖溶抑制因子表達(dá)的失衡,與我們前期結(jié)果相符合[14]。本文結(jié)果還表明AECⅡ細(xì)胞是ED作用靶點(diǎn)之一。免疫熒光提示LPS刺激導(dǎo)致細(xì)胞核中p65蛋白熒光染色增強(qiáng),表明LPS刺激促進(jìn)了p65的核移位。ED卻顯著降低了細(xì)胞核內(nèi)p65蛋白水平,提示該藥的作用與抑制NF-κB信號(hào)通路有關(guān)。

        本研究事先通過CCK-8確定了ED的安全劑量范圍。因此,可排除藥物本身對(duì)細(xì)胞的毒性作用。在所選取的劑量范圍內(nèi),隨著劑量增大,ED的作用逐漸增加,提示該藥的作用效果可能存在一定劑量依賴關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)的不足:(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)用存在一定的差異,本研究通過LPS刺激[13]AECⅡ細(xì)胞對(duì)纖溶和凝血反應(yīng)得到的結(jié)果不一定完全與臨床相符,因此還需更深入的臨床研究證實(shí);(2)對(duì)于ED劑量的選擇可進(jìn)一步優(yōu)化;(3)對(duì)于ED的作用機(jī)制未能明確說明。

        綜上所述,ED在一定程度上抑制了LPS刺激下Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞表達(dá)及分泌纖溶抑制因子和促凝的能力,該作用可能與其抑制NF-κB信號(hào)通路活化有關(guān)。

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