肝源性Hepcidin在膿毒癥發(fā)生發(fā)呢中的作用及機制研究.pdf

1、第一部分肝源性hepcidin基因沉默小鼠模型的建立
　　研究目的:陽離子抗菌肽hepcidin是一種主要由肝臟合成分泌的小分子多肽。除了具有微弱的殺菌作用外，hepcidin亦是機體唯一的鐵調(diào)素，主要參與鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)。研究表明，膿毒癥病人血清和尿液hepcidin的水平較對照組明顯升高。因而推測hepcidin可能在膿毒癥的感染和免疫炎癥調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮重要作用。因此，本部分研究擬采用尾靜脈高動力大劑量注射hepcidin特異性干

2、擾腺病毒的方法構(gòu)建肝源性hepcidin基因沉默小鼠模型，為進一步分析肝源性hepcidin在膿毒癥發(fā)生發(fā)展中的作用奠定基礎(chǔ)。
　　研究方法:采用尾靜脈高動力大劑量注射的方法，給予balb/c雄性小鼠注射針對小鼠hepcidin基因(hepc1)的特異性shRNA重組腺病毒載體(Ad-shHepc1)，對肝臟hepcidin進行基因沉默。對照組采用同樣的方法給予對照重組腺病毒(Ad-shNeg)。于注射后13天，取小鼠的外周血、肝

3、、脾、肺和腎臟等進行檢測。采用定量PCR方法檢測外周血白細胞、肝臟、脾臟、肺臟和腎臟組織hepcidin的mRNA表達水平。采用免疫組織化學的方法檢測肝臟、脾臟、肺臟和腎臟組織hepcidin的蛋白表達水平。采用普魯士藍染色的方法檢測脾臟鐵含量。同時，采用原子吸收光譜法測定小鼠血清濃度，酸消化法檢測脾臟和肝臟組織的非血紅素鐵含量。
　　結(jié)果:與注射對照重組腺病毒(Ad-shNeg)的小鼠相比較，尾靜脈高動力大劑量注射hepcidi

4、n特異性shRNA重組腺病毒載體（Ad-shHepc1）的小鼠13天后，肝臟hepcidin的mRNA水平和蛋白水平明顯降低。其他組織臟器如白細胞、脾臟、肺臟和腎臟，hepcidin表達水平無明顯變化。注射Ad-shHepc1的小鼠，脾臟巨噬細胞鐵含量較對照組明顯降低，血清鐵含量較對照組明顯升高。然而，兩組肝臟鐵含量無明顯統(tǒng)計學差異。
　　結(jié)論:尾靜脈高動力大劑量注射hepcidin特異性shRNA重組腺病毒載體(Ad-shHep

5、c1)，能夠有效抑制肝臟hepcidin表達，降低脾臟鐵含量，增加血清鐵水平，成功構(gòu)建了肝源性hepcidin基因沉默(hepcidin knockdown)小鼠模型。
　　第二部分肝源性hepcidin對膿毒癥發(fā)生發(fā)展的影響
　　研究目的:Hepcidin是一種主要由肝臟合成分泌的，β-defensin樣的陽離子抗菌肽，具有廣泛的生物學活性。大量研究表明，炎癥等刺激能夠誘導肝源性hepcidin的表達上調(diào)。前期研究顯示，危

6、重病患者血漿IL-6的水平與hepcidin的含量密切相關(guān)。臨床研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥病人血清和尿液hepcidin的水平明顯升高。鑒于肝源性Hepcidin knockdown小鼠模型的成功建立，因此本部分研究主要探討肝源性hepcidin對膿毒癥發(fā)生發(fā)展的影響。
　　研究方法:采用盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)(CLP)對肝源性hepcidin knockdown(Ad-shHepc1)小鼠和對照組(Ad-shNeg)小鼠進行膿毒癥模型的復制，觀察

7、兩組小鼠膿毒癥的7天生存率。同時，于CLP手術(shù)后24小時收集實驗組和對照組小鼠的組織樣本，如外周血、肝臟、脾臟、肺臟和腎臟等。采用定量PCR和免疫組化法檢測小鼠膿毒癥后肝臟hepcidin的表達變化。采用蘇木素-伊紅(HE)染色的方法檢測肝臟和肺臟的組織病理變化。采用血清AST和ALT檢測的方法評估肝功能的變化。采用原位末端轉(zhuǎn)移酶標記(TUNEL)染色的方法檢測脾臟組織的凋亡損傷情況。采用酶聯(lián)免疫吸附實驗(ELISA)檢測外周血炎癥因子

8、IL-6和TNF-a的水平變化。采用瓊脂平板培養(yǎng)法檢測小鼠外周血和器官臟器的細菌感染情況。
　　結(jié)果:給予CLP膿毒癥手術(shù)后，肝源性hepcidin knockdown小鼠7天生存率較對照組明顯降低。CLP手術(shù)24小時后，與對照組相比較，肝源性hepcidinknockdown小鼠肝臟hepcidin的mRNA和蛋白表達水平均明顯降低。同時，肝源性hepcidin knockdown小鼠膿毒癥后肝臟損傷明顯加重，血清ALT和AST

9、水平明顯升高。肺組織損傷嚴重，肺損傷評分明顯增高。脾臟凋亡細胞的數(shù)量明顯增多。肝臟組織的NADPH氧化酶活性亦明顯增強，氧化應激損傷加重。此外，膿毒癥打擊后，肝源性hepcidin knockdown小鼠血漿炎癥因子水平較對照組明顯降低，外周血及肝臟和肺臟的細菌負荷較對照組明顯增多，而兩組小鼠脾臟的細菌數(shù)量無明顯差異。
　　結(jié)論:肝源性hepcidin knockdown小鼠膿毒癥的死亡率明顯增加。給予膿毒癥打擊后，肝源性hepc

10、idin knockdown小鼠臟器損傷、氧化應激和細菌感染程度均明顯加重，免疫反應能力亦明顯減弱。肝源性hepcidin在膿毒癥感染的免疫防御和預后中可能發(fā)揮重要作用。
　　第三部分肝源性hepcidin影響膿毒癥發(fā)生發(fā)展的機制研究
　　研究目的:肝源性hepcidin參與機體鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)。感染和炎癥等刺激能夠誘導hepcidin的表達上調(diào)。hepcidin在感染和炎癥免疫中可能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鑒于肝源性hepcid

11、in knockdown小鼠膿毒癥的7天生存率明顯降低，因此，本部分研究主要探討肝源性hepcidin影響膿毒癥發(fā)生發(fā)展的作用機制。
　　研究方法:采用盲腸結(jié)扎穿孔手術(shù)對肝源性hepcidin knockdown小鼠及對照組小鼠進行膿毒癥模型的復制，觀察術(shù)后24小時小鼠鐵代謝變化。采用原子吸收光譜法檢測血清鐵水平。采用普魯士藍染色和酸消化法檢測脾臟組織鐵含量。同時，給予小鼠巨噬細胞RAW264.7細胞系以不同濃度的鐵螯合劑去鐵胺（

12、deferoxamine，DFO）處理，通過吞噬熒光顆粒的方法采用熒光顯微鏡和流式細胞術(shù)觀察巨噬細胞的吞噬能力，通過脂多糖(LPS)的刺激采用熒光定量PCR的方法檢測巨噬細胞的炎癥反應能力。最后，對肝源性hepcidin knockdown小鼠給予低鐵飲食聯(lián)合腹腔注射去鐵胺的方法處理，13天后檢測肝源性hepcidinknockdown小鼠血清鐵含量的水平。并且給予低鐵處理組小鼠和未給予低鐵處理組小鼠以膿毒癥的打擊，觀察兩組膿毒癥小鼠的

13、7天生存率。
　　結(jié)果:膿毒癥手術(shù)24小時后，與對照組小鼠相比較，肝源性hepcidin knockdown小鼠血清鐵含量明顯升高，脾臟巨噬細胞的鐵含量明顯減少。同時，經(jīng)鐵螯合劑處理后的RAW264.7吞噬細胞，其細胞胞內(nèi)吞噬熒光顆粒的數(shù)量及熒光顆粒的強度較未處理細胞均明顯降低，其對脂多糖(LPS)刺激后的炎癥反應能力亦明顯減弱，巨噬細胞炎癥因子IL-6的mRNA水平較未處理細胞明顯降低。此外，給予低鐵飲食聯(lián)合腹腔注射去鐵胺的方法

14、處理肝源性hepcidin knockdown小鼠后，肝源性hepcidin knockdown小鼠血清高鐵負荷狀態(tài)明顯改善。給予膿毒癥打擊后，低鐵處理后的肝源性hepcidin knockdown小鼠膿毒癥的7天生存率亦明顯改善。
　　結(jié)論:肝源性hepcidin knockdown小鼠膿毒癥后鐵代謝紊亂，表現(xiàn)為血清鐵水平明顯升高，脾臟巨噬細胞鐵含量明顯減少。胞內(nèi)鐵含量減少明顯抑制巨噬細胞的吞噬功能和炎癥反應能力。低鐵處理肝源性