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目的:脑血管病具有发病率高、致残率高、死亡率高和复发率高的特点,是中老年人致死和致残的主要疾病之一。脑血管病最主要的病因之一是动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)。AS的发病机制尚未完全明了,越来越多的研究结果证明炎症是其重要的病理过程。研究显示,血管平滑肌细胞(VSMC)的增生与血管狭窄和再狭窄有密切关系,血管紧张素AT受体和SM22α表达变化以及人巨细胞病毒(HCMV)感染可能在此过程中发挥重要作用。由于AT受体基因在血管平滑肌细胞上的表达因种属差异而不同,用人的脑血管细胞研究脑血管疾病更具有实际意义。本课题拟在前期已有工作基础上,应用RNAi干扰技术沉默HCMVUL83基因表达,并通过抗病毒药物观察对体外培养的人脑动脉血管细胞表面SM22α、AT1和AT2受体基因表达的影响,探讨作为病毒感染早期诊断的敏感基因在病毒感染参与动脉粥样硬化的过程中所发挥的作用,并为解决动脉粥样硬化所致的脑血管狭窄和再狭窄的途径进行新的探索。
实验材料和方法:实验共分三部分,主要采用以下方法:1.采用HCMVAD169株感染体外培养的人脑血管平滑肌细胞,建立HCMV感染的细胞模型。主要运用倒置显微镜观测病毒感染细胞的形态变化,并用空斑试验检测定病毒毒力。
2.实验主要分组:对照组(非病毒感染组)、病毒感染组、更昔洛韦组、AT1受体拮抗(缬沙坦)组、AT2受体拮抗(P123319)组、AngII诱导组、病毒+更昔洛韦组、病毒+缬沙坦组、病毒+P123319组、AngII+缬沙坦组、AngII+P123319组、RNA(对照组)和RNAi干扰组等。
3.在不同感染时间和条件下HCMV对体外培养人脑动脉血管平滑肌细胞的SM22α及AT1和AT2受体表达的影响。采用RT-PCR等技术观察在更昔洛韦组、AngII组、AT1和AT2受体拮抗剂作用下,相关受体表达变化情况。
4.RNAi干扰HCMVUL83基因。设计的3段UL83打靶基因合成的RNAi序列,利用转染技术把RNAi转染到HCMV感染的体外培养人脑动脉血管平滑肌细胞中。采用免疫荧光技术、RT-PCR和蛋白电泳等技术鉴定RNAi干扰效率。
5.在RNAi干扰和非干扰HCMVUL83基因条件下,观察SM22α及AT1和AT2受体基因的表达变化情况。
实验结果AT1和AT2受体基因表达量在病毒感染5天组较病毒感染3天组、病毒感染1天组、非感染组、更昔络韦组及受体拮抗剂组表达量均明显上调,而正常组与更昔络韦组和AT1受体拮抗剂缬沙坦和P123319组相比无显著性差异。
病毒感染5天的SM22α受体基因表达量较感染3天和1天明显上调。经AngII诱导1小时和6小时后,VSMCsSM22α相对表达量较正常组明显上调;加入缬沙坦后SM22α相对表达量高于AngII诱导组;加入P123319后SM22α相对表达量低于AngII诱导组;而AngII诱导12小时和24小时后,各组间SM22α相对表达量无显著性差异。
RNAi干扰对HCMVUL83基因表达的影响:RNAi干扰组UL83基因相对表达量与RNA对照组相比下降至18.1%;HCMVpp65蛋白表达量与RNA对照组相比,下降至10.7%;而非转染组与RNA对照组相比无明显差异。
RNAi干扰HCMVUL83基因后AT1R、AT2R及SM22α相对表达量显示:RNA对照组与RNAi干扰组存在显著性差异,AT1R干扰组较RNA对照组表达量下调,而AT2R和SM22α干扰组较RNA对照组表达量上调。
结论1、利用RNAi技术成功干扰了HCMVUL83基因的mRNA的复制和蛋白表达,建立了HCMV感染体外培养的人脑动脉血管平滑肌细胞后基因沉默的细胞模型。
2、沉默HCMVUL83基因后使AT1受体基因表达下调,而使AT2受体基因和SM22α基因表达上调,由此提示HCMV感染时,HCMVUL83基因激活了AT1受体而抑制了AT2受体和SM22α的mRNA的转录表达。HCMVUL83基因可能通过抑制AT2受体途径抑制SM22α基因的表达。
3、HCMV感染HBSMCS同时激活了AT1和AT2受体的表达。沉默HCMVUL83基因后AT1受体基因表达下调,AT2受体基因表达上调。提示HCMV感染时,UL83基因激活了AT1受体而抑制了AT2受体表达。
4、为HCMV感染参与AS发病机制的理论提供了新的实验证据,为解决动脉粥样硬化导致的脑动脉血管狭窄和再狭窄提供了新思路。