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目的:探索MDSCs在金黄色葡萄球菌感染大鼠骨髓炎中的免疫调节作用。方法:(1)细菌生物膜克氏针的制备:将金黄色葡萄球菌接种于血琼脂平板上,37℃恒温培养箱中孵育24h后取出,接种环无菌挑取单个菌落至15ml的氯化钠肉汤培养液中,并置于37℃的恒温摇菌箱中孵育18小时,调整细菌液浓度到1×107CFU/m L,取直径为1mm,长度为5mm无菌克氏针放置于细菌悬液中继续于恒温摇菌箱中孵育18小时,用结晶紫染色克氏针证实有细菌生物膜形成后待用。(2)骨髓炎模型制备:术前腹腔注射3%戊巴比妥钠(30mg/kg)麻醉大鼠,麻醉生效后固定大鼠四肢,右后肢备皮,碘伏消毒术区,铺无菌巾,在膝关节下沿胫骨前嵴内侧切开长约1cm切口,在胫骨前肌内侧进入达骨膜,显露胫骨上端的前外侧面胫骨嵴,小心刮开骨膜,用直径1.5mm钻头的手钻在此处钻骨洞,用小刮匙探查去除松质骨,将制备好的带金黄色葡萄球菌生物膜的克氏针头插入胫骨髓腔后用骨蜡将钻孔封闭;生理盐水反复冲洗后逐层缝合伤口,术后予单笼饲养。(3)骨髓炎模型制备效果评价:(1)体温检测:术前1天检测大鼠体温,术后连续检测1周大鼠体温变化,采用肛测法测量大鼠体温,将体温计探头置入大鼠肛门内距肛门口1.5-2CM深度,约20秒稳定后读数,记录并对比术前术后大鼠体温变化情况。(2)切口愈合情况:术后连续观察大鼠切口愈合情况,观察有无红肿及流脓,有无窦道形成及死骨排出。(3)影像学检查:术后第4周后所有大鼠行X线检查造模部位,采用正侧位摄片,观察骨组织愈合情况,有无死骨形成及新生骨形成。(4)骨组织标本肉眼观:术后第四周过量麻醉处死大鼠,将大鼠造模胫骨取下并去除软组织,观察骨洞愈合情况,有无隧道形成及流脓。(5)细菌培养及鉴定:将大鼠处死后无菌取钻孔部位分泌物涂到血琼脂平板进行画线培养,观察有无细菌菌落生长,将培养出的细菌用质谱仪进行质谱鉴定,鉴定是否为克氏针上所接种细菌导致感染。(6)骨病理苏木精-伊红染色:将骨胫骨放入EDTA脱钙液脱钙,每天更换一次脱钙液,用细针试探脱钙程度,待可轻松刺入骨皮质时为宜,将标本送至遵义医科大学附属医院病理科行石蜡包埋病理切片行苏木精-伊红染色。(7)炎症因子检测:术前术后检测炎症因子,术前采取大鼠尾部采血法,第四周采用戊巴比妥麻醉大鼠后,采取心脏采血方法抽取血液,用无菌管收集,室温血液自然凝固10-20分钟,2-8℃条件离心20分钟左右(2000-3000转/分),仔细收集上清,用大鼠PCT、TNF-α以及白介素-10的Elisa盒子进行检测,使用多功能酶标仪检测吸光度并计算浓度,对比术前及术后大鼠炎症因子变化情况。(4)MDSCs对金黄色葡萄球菌感染大鼠骨髓炎模型的免疫抑制作用:随机将18只SD大鼠随机分为3组,每组6只,分别为实验组:骨髓炎模型+吉西他滨药物注射(10mg/kg,腹腔注射,1次/周);模型组:骨髓炎模型+注射与实验组药物等体积生理盐水;对照组:胫骨手术置入无菌克氏针。骨髓炎造模效果评价通过检测大鼠术前与术后体温变化,并进行影像学检查、骨组织标本肉眼观察,骨组织病理学、细菌培养及鉴定,以及ELISA检测大鼠骨髓炎炎性因子变化评估造模效果。MDSCs对骨髓炎的免疫调节作用,HIS48、CD11b/c作为MDSCs细胞标记物,通过对实验组、模型组以及对照组行流式细胞术检测大鼠骨髓及脾脏中MDSCs细胞比例,免疫荧光标记骨髓中MDSCs蛋白表达,并对T细胞亚群Treg、Th1、Th2及Th17进行流式细胞分析大鼠脾脏中的细胞比例,ELISA检测血清TNF-α、PCT、IL-4、IL-10、IL-17、IFN-γ、TGF-β,分析金黄色葡萄球菌感染的骨髓炎模型中MDSCs细胞的升高比例,通过吉西他滨抑制MDSCs后分析T细胞亚群Treg、Th1、Th2及Th17细胞比例,TNF-α、PCT、IL-4、IL-10、IL-17、IFN-γ、TGF-β炎症因子的变化情况,了解MDSCs在金黄色葡萄球菌感染大鼠骨髓炎中的免疫调节作用。结果:(1)大鼠体温变化检测:术前1天开始检测大鼠体温,连续检测至术后1周,取平均值进行统计分析,结果显示术前检测大鼠体温在37℃以下,术后第1天3组大鼠体温开始逐渐升高,其中,无菌手术组术后第1天体温升高最高达38℃,于术后第二天体温逐渐降至正常。模型组与实验组术后第二天体温仍然逐渐上升,至第4天体温升至最高达39℃,术后第5天体温开始下降,至术后第8天降低至36.6℃。(2)切口愈合情况:术后第一周,所有大鼠造模部位切口开始愈合,对照愈合最佳,于第二周对照组切口基本全部愈合,模型组和实验组术后第1周愈合较对照组差,术后第2周模型组和实验组均出现不同程度的切口处流脓,并一直持续至第4周仍有少量脓性分泌物。大体骨组织肉眼观:切开皮肤,对照组愈合良好,无脓性分泌物,去除软组织后见钻孔已愈合,模型组及实验组切开皮肤可见皮肤切口流脓已经形成窦道,窦道与骨组织相连,去除软组织可见钻孔未愈合,钻孔内有脓性分泌物,部分大鼠可见到新生骨及死骨形成。(3)造模部位X线摄片检查:造模术后第四周行右侧胫骨X线检查,观测到克氏针所在位置腔隙增大,死骨形成,且有新生骨形成包绕克氏针,皮质变薄部分出现不连续,钻孔处骨质愈合不良。(4)细菌培养鉴定:切开皮肤蘸取钻孔部位分泌物进行血琼脂培养基划线培养,培养24小时后观察细菌生长情况,可见对照组无细菌生长,模型组及实验组均有黄色菌落生长,并在单个菌落周围形成溶血环。将培养出细菌的模型组及实验组进行细菌质谱鉴定,鉴定结果均为金黄色葡萄球菌。(5)骨组织苏木精-伊红染色:对照组无死骨及新生骨形成,髓腔无增大,骨皮子愈合光滑。模型组及实验组可见到新生骨及死骨形成,髓腔增大,可见部分脓性细胞,骨头组织排列紊乱,钻孔未愈合。(6)MDSCs流式细胞术分析发现对照组、模型组及实验组中均存在MDSCs,但对照组中MDSCs较模型组中的MDSCs明显底,而在使用了吉西他滨MDSCs抑制剂的实验组中的MDSCs明显较模型组底。Treg流式细胞术发现对照组、模型组及实验组脾脏中均存在Treg,但在对照组中Treg的比例较模型组及实验组均底,模型组最高,使用吉西他滨MDSCs抑制剂后的实验组较实验组明显降低,但仍高于对照组(P<0.05),Th1、Th2、Th17未检测到明显差异性变化。(7)ELISA炎症因子检测:大鼠血清ELISA检测TNF-α、PCT、IL-4、IL-10、IL-17、IFN-γ显示,对照组、模型组及实验组中均有分泌,其中对照组较模型组及实验组底,模型组最高,在使用吉西他滨MDSCs抑制剂的实验组较模型组底,但较对照组高(P<0.05)。TGF-β与INF-γ未检测到差异性变化。(8)免疫荧光标记大鼠骨髓中MDSCs表达:通过双重免疫荧光染色,使用倒置荧光显微镜在暗室内观察荧光染色情况,结果显示在对照组、模型组及实验组中均存在MDSCs,在模型组中MDSCs表达较高,在使用吉西他滨MDSCs抑制剂的实验组较模型组表达底。结论:金黄色葡萄球菌感染的大鼠骨髓炎中存在MDSCs的聚集扩增,MDSCs对金黄色葡萄球菌感染的大鼠骨髓炎表现为免疫抑制作用。