
探讨外源性一氧化碳释放分子2(CORM-2)对脂多糖(LPS)刺激人中性粒细胞杀菌功能的调控作用及其机制。
采集1名健康成年志愿者的静脉血,分离出中性粒细胞后,按随机数字表法分为正常对照组、LPS组、LPS+10 μmol/L CORM-2组、LPS+50 μmol/L CORM-2组、LPS+无活性CORM-2(iCORM-2)组。正常对照组不进行任何处理;LPS组采用1 μg/ml的LPS刺激;LPS+10 μmol/L CORM-2组、LPS+50 μmol/L CORM-2组、LPS+iCORM-2组在采用上述相同剂量LPS刺激的同时,分别采用10 μmol/L CORM-2、50 μmol/L CORM-2、50 μmol/L iCORM-2进行干预,常规培养1 h后检测相关指标。用琼脂糖趋化模型检测中性粒细胞的趋化功能,流式细胞仪检测细胞颗粒释放及吞噬功能,酶联免疫吸附试验(ELISA)监测中性粒细胞颗粒释放功能的改变,蛋白质印迹法检测磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路蛋白Akt磷酸化的表达水平。以上指标均重复测定3次,对数据行单因素方差分析、SNK检验。
正常对照组、LPS组、LPS+10 μmol/L CORM-2组、LPS+50 μmol/L CORM-2组、LPS+iCORM-2组细胞的趋化距离分别为(2241.33±67.30)、(919.00±55.02)、(1784.33±17.79)、(2202.33±91.69)、(1000.00±55.02)μm,LPS组细胞趋化距离较正常对照组明显降低(P<0.01);LPS组和LPS+iCORM-2组细胞的迁移距离较正常对照组明显降低(P<0.05);LPS+10 μmol/L CORM-2组和LPS+50 μmol/L CORM-2组细胞迁移距离较LPS组明显增加(P<0.01);LPS+iCORM-2组细胞细胞迁移距离与LPS组相近(P>0.05)。对于中性粒细胞四级颗粒的释放研究,LPS刺激后中性粒细胞的颗粒释放均发生了明显的增加,而使用10 μmol/L与50 μmol/L CORM-2干预后,中性粒细胞的颗粒释放均得到明显抑制(P<0.01);使用50 μmol/L iCORM-2干预后中性粒细胞颗粒释放与LPS组相近(P>0.05)。用LPS刺激后中性粒细胞Phagocytosis平均荧光强度较正常对照组升高(P<0.05);而使用10 μmol/L与50 μmol/L CORM-2干预后中性粒细胞Phagocytosis平均荧光强度较LPS组明显增高(P<0.01);使用50 μmol/L iCORM-2干预后中性粒细胞Phagocytosis平均荧光强度为与LPS组相近(P>0.05)。LPS刺激后中性粒细胞蛋白Akt磷酸化与总Akt比值灰度扫描值比值与正常对照组相近(P>0.05);而使用10 μmol/L与50 μmol/L CORM-2干预后中性粒细胞蛋白Akt磷酸化与总Akt比值灰度扫描值比值较正常对照组、LPS组明显增高(P<0.05);使用50 μmol/L iCORM-2干预后中性粒细胞蛋白Akt磷酸化与总Akt比值灰度扫描值比值与LPS组相近(P>0.05)。
CORM-2干预可以明显增加LPS刺激后中性粒细胞的早期凋亡,恢复中性粒细胞的趋化功能,并促进中性粒细胞的吞噬功能。CORM-2调控LPS刺激后中性粒细胞凋亡与吞噬功能,其机制可能与CORM-2促进磷酸化Akt有关。
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作为机体外周血液中最多的免疫细胞,在感染尤其是脓毒症发生的早期,中性粒细胞往往是第一个到达机体感染部位并通过吞噬病原微生物、脱颗粒释放各种蛋白酶等来达到杀灭细菌的作用[1,2,3]。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革兰阴性杆菌细胞壁的重要组成成分,是革兰阴性杆菌所致的脓毒症时最重要的致病成分[4,5]。作为外源性刺激因子LPS可以通过Toll样受体4(toll-like receptor 4,TLR4)信号通路活化外周血液中的中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞及血小板等,促使机体免疫细胞释放大量的肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、各类蛋白酶、氧自由基等炎性介质[6,7]。前期研究结果表明,LPS刺激的小鼠肺脏、肝脏及肠道会产生大量的中性粒细胞浸润,而这是脓毒症时全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)以远处器官损伤的重要原因[8,9,10]。脓毒症发生时,血流剪切力与血管内皮细胞对血液循环中的中性粒细胞起到双重的"捆绑"作用,因此中性粒细胞的趋化功能发生改变;中性粒细胞到达炎症部位受到刺激后其颗粒释放功能会大大加强,通过释放大量的颗粒酶等物质杀灭病原体。但同时大量释放的颗粒物质会参与机体的凝血、炎症反应,对正常组织产生不利的影响,颗粒中所包含的大量的酶会分解侵袭正常的机体组织,甚至产生更严重的炎症反应[2,11,12,13]。体内外研究已证实,外源性一氧化碳释放分子2(exogenous carbon monoxide releasing molecule 2,CORM-2)能有效降低脓毒症小鼠的病死率,极大程度地保护脓毒症时机体重要脏器的功能,其机制可能与CORM-2对炎症反应的抑制作用有关[14],但CORM-2对中性粒细胞早期凋亡及吞噬的调控作用及其机制目前尚不明确。本实验采用体外LPS刺激中性粒细胞模型,并以CORM-2进行干预,旨在探讨外源性一氧化碳对LPS刺激后中性粒细胞早期凋亡及吞噬作用的调控及其机制。
























