组织蛋白酶C在鼠、人组织中的表达研究

作     者：胡鑫 

作者单位：第四军医大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王勤涛;王新文

授予年度：2015年

学科分类：1003[医学-口腔医学] 100302[医学-口腔临床医学] 10[医学] 

主      题：组织蛋白酶C Cathepsin C CTSC DPPI TLR4 免疫 

摘      要：【背景】组织蛋白酶是广泛存在于多种组织细胞溶酶体内的一类蛋白水解酶,在机体各种生理活动中发挥重要作用。组织蛋白酶种类较多,并具有一定的组织特异性,不同的细胞,甚至是同一种细胞处于不同的生理环境所表达的蛋白酶都不同。根据催化中心的不同,组织蛋白酶可分为三类:丝氨酸组织蛋白酶(组织蛋白酶A和G),半胱氨酸组织蛋白酶(组织蛋白酶B、C、L、H、S等),和天冬氨酸组织蛋白酶(组织蛋白酶D和E)。迄今为止,虽然人们已经发现了共10余种组织蛋白酶,但有关其生理功能的了解还远远不够。组织蛋白酶C(Cathepsin C,Cat C),即为其中的一种。组织蛋白酶C又称二肽基肽酶I(DPPI),该酶发现于十九世纪40年代,是一种溶酶体半胱氨酸蛋白酶,已有的研究表明,该酶在炎症细胞中表达水平较高,可能与颗粒酶的激活有关。除此之外,虽然检测到该酶在多种组织中均广泛表达,但表达情况与功能尚不明确。1999年Toomes等人通过基因检测手段证实,组织蛋白酶C基因(CTSC)突变可引发一种遗传性疾病--掌跖角化综合征(PLS),其典型临床症状为早发型牙周炎并伴有皮肤过度角化,和/或化脓性皮炎,肝、肺脓肿等,从而引发人们对该蛋白酶的关注。该病由法国人Papillon和Lefèvre于1924年首次报告,患病率约为百万分之一到四。迄今为止,不同的研究在PLS患者体内发现多个组织蛋白酶C突变位点,并在多种以早发性牙周炎和/或伴有皮肤过角化为表现的疾病中,如Haim—Munk综合征(HMS)和青春期前牙周炎(PP)中都发现了组织蛋白酶C的基因突变。临床发现,这类疾病的病变主要集中于机体内、外表层器官或组织——牙龈和皮肤,于是我们推测,组织蛋白酶C可能与上皮细胞功能密切相关,该酶的基因突变很可能导致上皮组织的生理功能受到严重影响,从而使牙龈和皮肤局部的防御能力下降,进一步导致疾病的发生。为了证实我们的猜测,在本研究中我们以小鼠多种健康器官的上皮组织、创伤或感染的皮肤,以及人慢性牙周炎牙龈组织、多种口腔黏膜病组织为研究对象,观察了组织蛋白酶C在其中的表达变化,为深入研究组织蛋白酶C的生物学功能提供形态学依据。另外,为了初步探讨组织蛋白酶C的变化与上皮细胞免疫功能变化之间的关系,我们还检测了部分组织中,与上皮细胞免疫密切相关的Toll样受体4的表达变化,以期为进一步深入研究提供参考。【目的】研究健康小鼠多种器官上皮组织中组织蛋白酶C的表达,小鼠皮肤创伤\感染模型中组织蛋白酶C的表达,以及人类牙周病和多种黏膜病组织中组织蛋白酶C和TLR4的表达。【方法】1、小鼠正常生理状态下多种器官上皮组织中组织蛋白酶C的表达研究取C57小鼠肝脏、肺、小肠、膀胱、颊黏膜、牙龈、脚掌皮肤和背部皮肤组织,进行组织蛋白酶C免疫组化染色观察。2、小鼠皮肤创伤/感染状态下组织蛋白酶C的表达变化C57小鼠随机分为3大组(对照组和两个实验组),两实验组分别再随机分为3小组:即健康对照组,12h、24h、48h单纯创伤组,12h、24h、48h创伤合并感染组。单纯创伤组和创伤合并感染组分别在小鼠脚掌皮肤做创伤及创伤合并感染处理,分别于各时间点取材。进行HE染色和组织蛋白酶C免疫组化染色观察。3、人牙周病、多种黏膜病组织中组织蛋白酶C和TLR4的表达研究取人类慢性牙周炎、口腔扁平苔藓、盘状红斑狼疮、白斑和鳞癌组织标本,进行组织蛋白酶C、Toll样受体4(TLR4)免疫组化染色观察。【结果】1、小鼠组织蛋白酶C在肝脏、肺、小肠、膀胱上皮组织中均有较强表达,而颊黏膜、牙龈黏膜、脚掌皮肤及背部皮肤上皮中的表达较弱或不表达。2、HE染色结果显示小鼠皮肤创伤/感染模型建造成功。免疫组化染色结果显示:健康对照组小鼠皮肤组织蛋白酶C表达不明显,而单纯创伤组和创伤合并感染组三个时间点皮肤的上皮和结缔组织中均有组织蛋白酶C染色,染色主要集中在上皮的基底层和棘层细胞,以及结缔组织的炎性细胞中。另外,两个实验组内组织蛋白酶C染色强度随实验时间的增加而呈增强趋势,且创伤合并感染组染色强度略高于单纯创伤组。3、组织蛋白酶C在慢性牙周炎、口腔扁平苔藓、盘状狼疮、白斑和鳞癌组织中均有不同强度的表达,主要表达在上皮的角化层和棘层,以及结缔组织的炎性细胞中;部分标本TLR4表达情况与组织蛋白酶C相似。【结论】1、组织蛋白酶C在小鼠不同器官上皮中的表达各异,推测其在维护上皮细胞正常生理功能方面具有一定的作用。2、组织蛋白酶C在创伤/感染小鼠皮肤结缔组织和上皮中表达上调,提示其与皮肤上皮的创面愈合和炎症反应有密切的关系,可能参与上皮细胞的增殖和分化、及局部免疫防御。3、在处于不同免疫微环境的疾病组织中,组织蛋白酶C的表达主要集中在固有免疫、自身免疫及异常增生情况下的上皮细胞和免疫炎性细胞中,与TLR4的表达有一定相似性,提示组织蛋白酶C可能与上皮细胞免疫功能的发挥有一定关系。