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sTREM-1在内毒素诱导急性肺损伤早期的作用及意义*

2011-07-03朱运奎李超然2薛庆亮李继东

中国医药科学 2011年16期
关键词:抗炎浆液细胞因子

朱运奎 李超然2, 薛庆亮 李继东

1.兰州军区兰州总医院呼吸内科,甘肃兰州 730050;2.兰州大学第二医院,甘肃兰州730030

髓细胞触发受体(TREM)是Bouchon等在2000年发现的免疫球蛋白超家族的受体蛋白[1]。它主要存在于中性粒细胞和高表达CD14的单核巨噬细胞。其中对TREM-1的研究最多,它能触发和扩大炎症反应。sTREM-1是其可溶性形式,为TREM-1缺乏跨膜结构域的分泌型蛋白。目前认为sTREM-1可能是膜结合蛋白TREM-1在基质金属蛋白酶作用下的裂解产物,发挥对TREM-1的负性调控作用[2-3]。近年来,对sTREM-1与肺内各种炎症性疾病的研究较多,而且显示其具有重要的鉴别、诊断和预测价值。本实验将通过对sTREM-1的检测,对其在LPS导致的ALI早期的作用和意义进行观察和探讨。

1 材料与方法

1.1 试剂

大肠杆菌内毒素(LPS)购自sigma公司;IL-1β、IL-6、IL-10和sTREM-1试剂盒购自R&D ;考马斯亮蓝法蛋白浓度测定试剂盒购自上海美季(MBchem)生物技术有限公司。

1.2 动物模型

健康昆明种小鼠40只,雄性,体重(23±2)g,随机分为对照组和LPS组,LPS组尾静脉注射5 mg/kg的LPS后分别于1、4、8 h在10%的水合氯醛(3 mL/kg)麻醉下活杀,提取肺组织标本和血液标本(抗凝管保存)。对照组尾静脉注射等量0.9%生理盐水后1 h相同条件下提取肺组织标本和血液标本。

1.3 血浆中IL-1β、IL-6、IL-10、sTREM-1的检测

血标本3 000 rpm离心15 min,取上清液,ELISA法检测各细胞因子,按说明书进行操作,复孔检测。

1.4 肺组织中IL-1β、IL-6、IL-10、sTREM-1的检测

冰浴下手动匀浆肺组织(1︰9混于生理盐水),3 000 rpm离心15 min,取上清液,用考马斯亮蓝法检测肺组织匀浆液中的总蛋白,ELISA法检测各细胞因子,按说明书进行操作,复孔检测。酶标仪测出的各细胞因子的浓度,除以匀浆液中总蛋白的浓度,即是每克总蛋白中细胞因子的量(ng/g)。

1.5 统计学分析

2 结果

2.1 血浆中sTREM-1和IL-10的变化

注射LPS后1 h,sTREM-1和IL-10均出现短暂显著升高(P < 0.01),4、8 h 降低。见表 1。

2.2 组织中sTREM-1和IL-10的变化

肺组织匀浆液中的sTREM-1在注射LPS后1 h即明显升高(P<0.01),之后缓慢降低。IL-10未检测出。见表1。

2.3 血浆以及肺组织中促炎因子和抗炎因子比值的变化

血浆中 IL-1β/sTREM-1、IL-6/ sTREM-1和IL-1β/IL-10、IL-6/ IL-10在注射LPS后1 h均明显降低(P<0.05),4、8 h显著性升高(P < 0.01)。肺组织中 IL-1β/sTREM-1、IL-6/sTREM-1也呈相似的变化趋势。见表2、图1。

图1 血浆以及肺组织中sTREM-1和IL-10的变化

2.4 相关性分析

血液中sTREM-1与IL-10呈显著性正相关(r=0.99,P<0.01);尽管肺组织匀浆液中的IL-10未检测出,但其OD值显示具有与sTREM-1相同的变化趋势。血液和肺组织匀浆液中的sTREM-1也呈显著正相关(r>0.80,P<0.01)。血液中 IL-1β/sTREM-1、IL-6/sTREM-1、IL-1β/IL-10、IL-6/IL-10之间以及组织中IL-1β/sTREM-1、IL-6/sTREM-1之间均呈显著正相关(r=0.80,P<0.01)。其中,血液中IL-1β/sTREM-1、IL-6/sTREM-1分别与组织中相应的IL-1β/sTREM-1、IL-6/sTREM-1呈正相关(r>0.90,P< 0.01;r>0.80,P< 0.01)。

3 讨论

LPS是导致ALI最常见的致病因素之一,而全身炎症反应综合征(SIRS)是促使其发生和发展的最重要的发病机制之一。SIRS发生时,有大量炎症介质的参与,包括促炎因子(TNF-α、IL-1β、IL-6等),黏附分子(ICAM、VCAM),趋化因子(IL-8、MCP-1等)以及蛋白酶等,但抗炎介质如IL-10、IL-4、IL-1RA(IL-1受体抗体)等表达相对不足,最终引起促炎反应和抗炎反应的失衡,导致肺组织损伤。

近年来又发现一个与炎症反应密切相关的因子TREM-1[1,4]。在细菌感染的情况下,LPS作用于髓系细胞,通过转录后机制上调TREM-1的表达[5]。Bleharski等[6]发现,活化的TREM-1能诱导单核细胞分泌TNF-α、IL-8、GM-CSF等促炎介质,同时,TREM-1还可抑制抗炎介质IL-10的分泌,而TNF-α、IL-8等促炎因子可协同LPS促进TREM-1的上调,IL-10则抑制TREM-1的上调,从而产生激发和放大炎症反应的作用。而且TREM-1能引起中性粒细胞(PMN)呼吸爆发和脱颗粒,延长炎症部位PMN的生存(促使ALI发展的细胞机制)。说明TREM-1在ALI炎症反应失衡的发生和发展过程中都发挥重要作用。

TREM-1表达增多的同时,其可溶性形式sTREM-1的分泌也增多。尽管sTREM-1的确切性能尚未完全清楚,但本实验中分析发现,sTREM-1具有与IL-10相同的动力学改变。因此推测其具有抗炎作用。而且血液中IL-1β/sTREM-1 、IL-6/sTREM-1与 IL-1β/IL-10、IL-6/IL-10之间以及组织中IL-1β/sTREM-1 与IL-6/sTREM-1之间均呈正相关。与Koussoulas等[2]对溃疡病患者的研究发现以及Giamarellos-Bourboulis等[3]对败血病患者的研究发现相吻合。本实验中肺组织内的IL-10未检测出,其原因尚不清楚,但sTREM-1在肺组织内和血浆中无明显数量差异。因此sTREM-1在ALI的肺组织内可能发挥比IL-10更重要的保护性作用。

表1 血浆及肺组织中sTREM-1和IL-10的变化( ± s)

表1 血浆及肺组织中sTREM-1和IL-10的变化( ± s)

注:与对照组比较,*P<0.01;与LPS 1 h比较,#P<0.01

细胞因子 对照组 LPS 1 h LPS 4 h LPS 8 h血浆(pg/mL) sTREM-1 7.667±0.597 103.800±3.152* 16.750±2.485*# 13.833±0.752*#IL-10 7.567±0.333 87.300±6.711* 14.400±0.620*# 13.067±0.532#肺组织(ng/g) sTREM-1 160.2±1.655 241.8±1.354* 212.3±2.268*# 209.7±1.870*#

表2 血浆及肺组织中IL-1β、IL-6与IL-10、sTREM-1比值的变化 ± s)

表2 血浆及肺组织中IL-1β、IL-6与IL-10、sTREM-1比值的变化 ± s)

注:与对照组比较,*P<0.01

细胞因子 IL-1β/sTREM-1 IL-6/sTREM-1 IL-1β/IL-10 IL-6/IL-10血浆 对照组 1.306±0.170 0.863±0.080 1.338±0.065 0.857±0.068 LPS 1 h 0.613±0.025* 0.081±0.002* 0.731±0.049* 0.096±0.010*LPS 4 h 2.571±0.079* 1.388±0.150* 2.929±0.091* 1.589±0.073*LPS 8 h 3.198±0.058* 2.742±0.190* 3.362±0.180* 2.888±0.142*肺组织 对照组 0.650±0.052 0.259±0.017 - -- -- -- -LPS 1 h 0.591±0.009* 0.202±0.011*LPS 4 h 0.752±0.023* 0.395±0.002*LPS 8 h 0.763±0.020* 0.416±0.025*

对肺部炎症性疾病的研究发现:支气管肺泡灌洗液中的sTREM-1可用于细菌性肺炎和非感染性肺部疾病的鉴别和诊断[7-9],但血浆中的sTREM-1在各组之间无显著性差异。因此有人推测其可能存在某种肺血屏障机制。但本实验中,在LPS诱导的ALI时,sTREM-1在血浆和肺组织匀浆液中的表达显著相关,且与其他促炎因子的比值呈现肺组织内和血浆中正相关,可能由于ALI时SIRS导致气血屏障受损,通透性增加所致。因此通过对血浆中sTREM-1和促炎因子的联合检测能更方便,更准确的反应ALI时肺局部的炎症反应。

[1] Bouchon A, Dietrich J, Colonna M.Cutting edge:inflammatory responses can be triggered by TREM-1, a novel receptor expressed on neutrophils and monocytes[J].J Immunol, 2000, 164(10):4991-4995.

[2] Koussoulas V, Tzivras M, Giamarellos-Bourboulis EJ, et al.Can soluble triggering receptor expressed on myeloid cells(sTREM-1) be considered an anti-inflammatory mediator in the pathogenesis of peptic ulcer disease?[J].Dig Dis Sci, 2007, 52(9):2166-2169.

[3] Giamarellos-Bourboulis EJ,Zakynthinos S,Baziaka F,et al.Soluble triggering receptor expressed on myeloid cells 1 as an anti-inflammatory mediator in sepsis[J].Intensive Care Med, 2006, 32(2):237-243.

[4] Bouchon A, Facchetti F, Weigand MA, et al.TREM-1 amplifies inflammation and is a crucial mediator of septic shock[J].Nature, 2001, 410(6832):1103-1107.

[5] Wong-Baeza I, Gonzalez-Roldan N, Ferat-Osorio E, et al.Triggering receptor expressed on myeloid cells (TREM-1) is regulated post-transcriptionally and its ligand is present in the sera of some septic patients[J].Clin Exp Immunol, 2006,145(3):448-455.

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[7] Gibot S, Cravoisy A, Levy B, et al.Soluble triggering receptor expressed on myeloid cells and the diagnosis of pneumonia[J].N Engl J Med, 2004,350(5):451-458.

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