关键词:
IQGAP1
脓毒症
PI3K/Akt信号通路
THP-1
CLP
摘要:
背景:脓毒症(sepsis)是临床常见急危重症之一,死亡率高,尽管近年来脓毒症的综合治疗已取得重要进展,但病死率仍高达30%-70%。对脓毒症的防治及机制研究在不断进展,但脓毒症的防治至今仍是世界性的难题,是临床急需解决的问题。磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(Phosphatidylinositol 3 kinase/Protein kinase B,PI3K/Akt)是一条经典信号通路,其在脓毒症的发生发展中发挥着重要作用,如参与调控炎症因子的表达及免疫调节。先前研究表明,PI3K/Akt信号通路参与脓毒症关键炎症因子的表达,许多研究也表明,抑制PI3K/Akt信号通路能减轻炎症反应。在对前人的研究总结中,我们发现一个问题:PI3K/Akt被激活是从病原体感染细胞到胞内信号转导、炎症因子释放这整个过程中的相对较晚的事件,而对信号通路下游分子的追逐难以把握炎症反应始动机制及防治的靶点,此时可能干预效果差。因此,寻找处于上游即炎症反应早期的激活因素至关重要。含有IQ基序的三磷酸鸟苷酶激活蛋白-1(IQ motif containing GTPase activating protein 1,IQGAP1)是一种支架蛋白,它参与多种信号通路。2016年一项关于癌细胞的研究表明,IQGAP1参与PI3K/Akt信号通路中关键前体的合成,并详细演绎IQGAP1支架蛋白的特性,通过结合组成具有协调性的多酶复合体,把I型磷脂酰肌醇磷酸激酶(Phosphatidylinositol phosphokinase type I,PIPKI)和PI3K依次安放到相近的功能位依次合成磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinosito-4,5-bisphosphate,PIP2)和磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(Phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate,PIP3),并激活Akt。然而,其对炎症状态下PI3K/Akt信号传导途径的作用和对炎症因子释放的影响尚不清楚。方法:1.应用LPS刺激THP-1细胞,Western blot技术检测0h、2h、4h、6h、12h、24h IQGAP1的表达,PI3K/Akt信号通路关键蛋白的活化,以及炎症因子肿瘤坏死因2.子-α、白介素-1β和IL-6的表达水平。3.应用IQGAP1的短发夹核糖核酸慢病毒转染THP-1细胞,并用RT-PCR检测IQGAP1m RNA转录水平、Western blot检测IQGAP1蛋白表达以鉴定转染效果,观察沉默IQGAP1表达对LPS刺激THP-1细胞PI3K/Akt信号通路蛋白分子表达、活化以及炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6表达的影响。4.为证实PI3K/Akt信号通路对炎症反应的调控作用,应用PI3K抑制剂LY294002及Akt抑制剂MK2206分别抑制PI3K/Akt信号通路并验证效果后观察TNF-α、IL-1β和IL-6表达水平的变化。5.雄性C57小鼠随机分为假手术组(Shams组,开腹后仅游离暴露盲肠后还纳关腹)、脓毒症组(CLP组,开腹后游离盲肠,采用CLP法构造脓毒症模型小鼠)、溶剂注射对照组(Vehicle组,使用PBS鼠尾静脉注射)和慢病毒鼠尾静脉注射治疗组(LV 10μL、LV 30μL、LV 50μL)。于术后24h处死各组小鼠并收集血清和肝脏组织。采用HE染色观察肝脏病理损伤情况;Elisa法检测血清中谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和炎症因子水平;RT-q PCR检测肝脏组织中炎症因子基因表达水平;Western blot检测各组动物PI3K/Akt通路表达情况;免疫组化法观察肝脏组织中髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)、IL-6、IL-1β表达情况。6.使用F4/80标记小鼠肝脏巨噬细胞,观察各组动物术后24h肝脏巨噬细胞浸润情况,并使用Western blot检测各组动物凋亡相关蛋白表达情况;使用CD31/Tunel免疫荧光染色共标观察各组动物内皮细胞调亡情况。结果:1.与对照组相比,LPS刺激THP-1细胞TNF-α、IL-1β和IL-6分泌增加。2.慢病毒转染IQGAP1m RNA及IQGAP1蛋白表达显著下降;沉默IQGAP1表达后,与LPS组相比,LPS刺激的THP-1细胞中PI3K/Akt信号通路关键蛋白表达下降,TNF-α、IL-1β和IL-6水平显著降低。***3K抑制剂LY294002或Akt抑制剂MK2206抑制TNF-α、IL-1β和IL-6的产生。产生TNF-α、IL-1β和IL-6的重要信号通路PI3K/Akt受IQGAP1的影响:沉默IQGAP1的表达有效抑制LPS刺激的THP-1细胞中PI3K和Akt的磷酸化,从而抑制TN