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危重病患者神经内分泌系统的激活和炎症介质的过度产生造成代谢紊乱,出现高分解代谢和胰岛素抵抗,引起血糖升高,进一步损伤机体,并且对免疫系统造成损害,降低机体抵抗力和修复能力。控制血糖能显著降低危重症患者病死率,缩短监护和住院时间,减少并发症。而新型肠促胰岛素类降糖药物,如胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide1,GLP-1)及其类似物具有降低血糖和调节炎症的双重作用,理论上认为应用于危重症患者具有独特的优势。临床试验也证实GLP-1对危重症患者高血糖有良好的治疗前景,但是也有临床研究发现糖尿病患者使用GLP-1类似物可能会引起胰腺炎等副作用。 GLP-1类似物在危重症的基础研究相对较少,在危重症患者复杂的体内环境中,GLP-1及其类似物的免疫调节作用还不明确。危重症患者面临极大的感染风险,而单核细胞在抵抗病原菌入侵和调节机体免疫反应方面有重要作用。现已明确GLP-1类似物能抑制脂肪巨噬细胞诱导的炎症反应,但对危重症患者单核细胞的免疫调节作用尚不清楚。本实验采用小鼠烫伤模型,旨在探讨危重病的病理情况下GLP-1长效类似物Exendin-4(Ex-4)对单核细胞免疫功能的调控以及信号转导机制,为Ex-4等肠胰泌素类药物在危重症的应用提供预警。 目的: (1)阐明Exendin-4对烧伤小鼠脾脏单核细胞免疫调节功能的影响。 (2)探讨Exendin-4影响烧伤小鼠脾脏单核细胞免疫调节功能可能的信号转导机制。 方法: (1)使用细胞增殖-毒性检测试剂检测Ex-4对烫伤小鼠脾脏单核细胞和假伤小鼠脾脏单核细胞增殖活性的改变,并分析量效关系。(2)荧光显微镜观察单核细胞Gαs(stimulating G proteinα-subunit)和Gαi(inhibitory G proteinα-subunit)的表达,激光共聚焦观察GLP-1R(glucagon-like peptide1 receptor)、GRK-2(G-protein-coupled receptor kinase2)的表达情况。采用Western Blot检测烫伤小鼠和假伤小鼠单核细胞GLP-1R、GRK-2、Gαs和Gαi的表达差异。ELISA检测小鼠脾脏单核细胞TNF-α、IL-6、IL-10和TGF-β分泌水平,观察Ex-4对烫伤后单核细胞的免疫功能的影响。ELISA检测Ex-4处理的小鼠脾脏单核细胞中cAMP和PKA的变化,观察烫伤后单核细胞Ex-4的信号通路变化。(3)采用百日咳毒素(pertussis toxin,PTX)阻断Gαi,采用Forskolin(腺苷酸环化酶激活剂)和IBMX(磷酸二酯酶抑制剂)增加cAMP含量以及H89阻断PKA,再给予Ex-4刺激,观察上述指标的变化,明确烫伤后GLP-1R信号通路的改变是否能导致Ex-4免疫调控功能的异常。 结果: (1)Ex-4对单核细胞活性的影响:结果发现Ex-4可降低单核细胞活性。中、高剂量Ex-4处理的假伤组单核细胞活性均显著低于烫伤组(P<0.05),而烫伤组细胞增殖活性变化不明显。 (2)重度烫伤对Ex-4信号转导通路的改变:①烫伤后脾脏单核细胞Ex-4信号转导通路分子包括GLP-1R、GRK-2和Gαs含量均下降(P<0.05),而Gαi含量升高(P<0.05)。②高剂量Ex-4对烫伤组单核细胞cAMP的促进作用较假伤组显著降低(P<0.05),但是PKA水平反而高于假伤组(P<0.05)。 (3)Ex-4对烫伤小鼠单核细胞免疫调控作用发生改变:①Ex-4作用后,烫伤组单核细胞分泌TNF-α增加(P<0.05),而假伤组没有显著改变。②两组单核细胞IL-6的分泌均呈现剂量依赖性增加(P<0.05),但两组之间无显著差异。③两组IL-10的分泌均呈剂量依赖性增加,假伤组中浓度Ex-4促进效应已很明显(P<0.05),但烫伤组仅高浓度Ex-4具有促进作用(P<0.05)。④Ex-4对两组TGF-β分泌均起显著抑制作用(P<0.05),在假伤组呈显著的剂量依赖性,但是在烫伤组不同浓度Ex-4的抑制效应没有显著差异。 (4)PTX阻断Gαi、Forskolin和IBMX增加cAMP、H89阻断PKA后,再给予Ex-4刺激,观察上述指标的变化:①PTX单独作用能够增加烫伤组单核细胞IL-6、TNF-α分泌,加入Ex-4扩大这一效应(P<0.05)。②PTX、Forskolin和IBMX无论单独作用还是与Ex-4共同作用相对于单独使用Ex-4均能减少单核细胞分泌IL-10(P<0.05)。③H89能促进假伤组单核细胞分泌TNF-α,与Ex-4共同作用的效果也一致(P<0.05),但是在烫伤组无论H89单独作用还是与Ex-4共同作用都不能明显改变单核细胞分泌TNF-α的量。④H89能促进假伤组单核细胞分泌MCP-1(P<0.05),但是抑制烫伤组单核细胞分泌MCP-1(P<0.05),Ex-4与H89共同作用比H89单独作用能促进假伤组单核细胞分泌更多的MCP-1(P<0.05),烫伤组无这一作用。 结论: (1)Ex-4能刺激单核细胞同时产生促炎和抗炎的细胞因子,表明在重度烫伤后Ex-4的免疫调节作用发生改变,提示临床GLP-1治疗危重症时应注意GLP-1及其类似物药理作用的改变。 (2)重度烫伤后,Ex-4作用于小鼠脾脏单核细胞的信号通路关键分子发生明显变化,影响Ex-4对单核细胞的免疫调节作用。 (3)Ex-4的信号转导通路有很强的免疫抑制作用,通过调节cAMP和PKA可能纠正GLP-1及其类似物在危重病的中的促炎作用,使GLP-1及其类似物达到即控制血糖又改善免疫炎症反应的目的。