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研究背景与目的:肝纤维化(liver fibrosis,LF)是慢性肝损伤引起的组织修复过程,也是慢性肝损伤发展为肝硬化、肝癌的必经过程。肝纤维化过程伴随着肝脏炎症反应,肝细胞死亡不仅能释放损伤相关分子,同时还能分泌炎症因子激活并维持肝星状细胞的活化。既往研究发现,肝癌组织中富含组氨酸的钙结合蛋白(histidin-rich calcium binding protein,HRC)表达升高,促进肝癌侵袭转移;在肝纤维化中,HRC能通过内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、TGFβ1-Smad2信号激活肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)。研究表明,炎症小体激活诱导的细胞焦亡在肝纤维化中起到举足轻重的作用,而HRC能否激活炎症小体,进而诱导细胞焦亡并参与肝纤维化过程,目前尚不清楚。本研究旨在探究HRC激活NLRP3炎症小体介导的肝细胞焦亡在肝纤维化中的作用。方法:1.证实HRC与肝纤维化的关系:免疫组织化学染色检测肝纤维化患者肝组织和正常肝组织中HRC、α-SMA、NLRP3表达。腹腔注射4周、8周CCl4构建肝纤维化小鼠模型(对照组腹腔注射橄榄油),使用HE染色、Masson染色、天狼星红染色观察肝组织结构,ELISA法检测血清中ALT、AST水平,RT-q PCR、Western blot、免疫组织化学染色检测肝纤维化模型及对照组小鼠肝组织中HRC、α-SMA、NLRP3表达量的差异。2.构建HRC稳定过表达的肝细胞株,通过RT-q PCR、Western blot检测肝细胞中HRC的表达水平。通过Caspase-1活性实验、Western blot检测过表达HRC肝细胞中caspase-1活性、焦亡相关蛋白的表达情况。通过LDH实验及流式细胞术检测过表达HRC的肝细胞焦亡。ELISA检测过表达HRC肝细胞的细胞上清中HMGB1及IL-1β等炎症因子水平。3.收集过表达HRC肝细胞的细胞上清即为条件培养基(CM)用于干预HSCs,通过Western blot检测HSCs的α-SMA、细胞周期蛋白B1(Cyclin B1,CCNB1)、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1,CCND1)、基质金属蛋白酶2(Matrix metalloprotein 2,MMP2)、MMP9(Matrix metalloprotein 9,MMP9)的表达水平。CCK-8、Edu实验检测HSCs增殖情况。Transwell小室实验检测HSCs迁移情况。结果:1.免疫组织化学染色结果显示:与正常肝组织相比,HRC、α-SMA、NLRP3表达水平在肝纤维化组织中增加,且临床肝纤维化分期越高,表达水平越高(stage:S0-S3)。RT-q PCR、Western blot、免疫组织化学染色结果显示:与对照组小鼠相比,肝纤维化模型小鼠肝组织中α-SMA、HRC、NLRP3表达水平显著升高,且肝纤维化程度越重表达水平越高。ELISA结果显示:与对照组、4周模型组相比,8周肝纤维化模型小鼠血清中ALT(903.900±82.140 vs59.420±5.066 vs 22.370±5.066)U/L、AST(800.200±28.05 vs 61.440±5.609 vs224.000±66.650)U/L水平显著升高。2.RT-q PCR、Western blot实验结果显示:与对照组(L02-Vector)相比,HRC过表达肝细胞(L02-HRC)中HRC在m RNA及蛋白表达水平显著升高,证明L02-HRC构建成功。RT-q PCR结果显示:与L02-Vector相比,L02-HRC细胞中NLRP3在m RNA水平显著升高,但caspase-1、GSDMD、IL-1β、HMGB1m RNA表达水平无明显改变。Western blot结果显示:与L02-Vector相比,L02-HRC细胞中NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β、HMGB1蛋白表达水平显著升高。ELISA结果显示:与L02-Vector的细胞上清相比,L02-HRC的细胞上清中HMGB1水平显著升高(162.2±4.166 vs 116.3±0.8660)pg/m L,而IL-1β等炎症因子无明显改变。LDH结果显示:与L02-Vector相比,L02-HRC的LDH活性(18.550%±0.357%vs 5.087%±0.157%)显著升高。流式细胞术结果显示:与L02-Vector相比,L02-HRC中caspase-1/PI双阳性细胞比例明显增加(4.240%±0.113%vs 1.487%±0.358%)。3.Western blot结果显示:与对照组细胞上清(L02-Vector-CM)相比,HRC过表达细胞上清(L02-HRC-CM)干预HSCs后,α-SMA、CCNB1、CCND1、MMP2、MMP9在m RNA及蛋白表达水平显著升高。CCK-8与Edu实验结果显示:与L02-Vector-CM相比,L02-HRC-CM能增强HSCs的增殖能力。流式细胞术结果显示:与L02-Vector-CM相比,L02-HRC-CM对HSCs的凋亡没有影响(9.960%±0.228%vs 10.250%±0.1827%)。Transwell实验结果显示:与L02-Vector-CM相比,L02-HRC-CM能增强HSCs的迁移能力。结论:HRC可能参与肝纤维化的发生发展,HRC能促进NLRP3及焦亡相关蛋白表达水平,诱导细胞焦亡发生,释放HMGB1,促进肝星状细胞活化、增殖、迁移。