Sr2+-AMP纳米颗粒减轻脓毒症巨噬细胞炎症和氧化应激的实验研究

作     者：廖志鹏 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：章鸣

授予年度：2023年

学科分类：100218[医学-急诊医学] 1002[医学-临床医学] 10[医学] 

主      题：纳米颗粒 脓毒症 巨噬细胞 炎症 氧化应激 

摘      要：背景:脓毒症导致了全球范围的大量患者死亡,对各国社会和经济造成了极大负担,脓毒症导致的严重器官功能障碍,与患者的预后密切相关。脓毒症的具体机制仍不完全清楚,巨噬细胞失调的炎症反应和氧化应激作为关键因素,在疾病的发生发展中发挥不可忽视的重要作用,通过靶向干预巨噬细胞调节炎症和氧化应激被证明是改善脓毒症结局的有效治疗方案。目的:我们结合腺苷一磷酸(Adenosine monophosphate,AMP)和锶离子(Sr)在纳米材料医学应用方面的优越性,以及其在脓毒症治疗方面的潜在应用价值,创新性合成Sr-AMP纳米颗粒,尝试为调节脓毒症的炎症和氧化应激提供一种新的有效治疗方案。方法:制备Sr-AMP纳米颗粒并测量其粒径、Zeta电位等表征;提取骨髓来源巨噬细胞(Bone marrow-derived macrophages,BMDM)进行相关细胞实验;采用脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)构建脓毒症细胞模型。通过细胞毒性实验检测纳米颗粒的生物安全性,并筛选用于后续实验的药物浓度;实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(Real-time quantitative polymerase chain reaction,q PCR)检测炎症因子的相对表达情况;蛋白质印迹法(Western blot,WB)检测腺苷酸活化蛋白激酶(Adenosine 5‘-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK)相关蛋白、核因子E2相关因子1(Nuclear factor erythroid 2-related factor 1,Nrf1)和核因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)表达水平;细胞荧光染色实验观察各处理组的活性氧(Reactive oxygen species,ROS)释放和细胞死亡比例;定量检测ROS相关指标以及腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate,ATP)水平。结果:(1)Sr-AMP纳米颗粒平均粒径约为407.16nm,Zeta电位约为-16.14m V,Sr-AMP纳米颗粒的AMP结合率约为82.85%,在PH6.0的PBS中可快速释放AMP;(2)Sr-AMP纳米颗粒在5-75μg/m L浓度范围内对巨噬细胞无明显损伤,显示良好的生物安全性;(3)15、25μg/m L Sr-AMP纳米颗粒处理可减少LPS导致的白细胞介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)表达升高,5、15、25μg/m L Sr-AMP纳米颗粒处理可减少LPS导致的肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)表达升高,均以25μg/m L Sr-AMP纳米颗粒处理组的效果显著;(4)Sr-AMP纳米颗粒增加了LPS处理的巨噬细胞磷酸化AMPK(Phosphorylated adenosine 5‘-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,p AMPK)、Nrf1和Nrf2表达,以25μg/m L Sr-AMP纳米颗粒处理组的效果最明显;(5)不同浓度的Sr-AMP纳米颗粒处理组的ROS和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量均显著少于LPS处理组,以25μg/m L的Sr-AMP纳米颗粒处理组效果明显;(6)LPS处理组的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活力和谷胱甘肽还原酶活力较对照组明显减低,而Sr-AMP纳米颗粒处理组的酶活力均有所恢复,以25μg/m L的Sr-AMP纳米颗粒处理组效果显著;(7)LPS处理导致ATP水平明显降低,Sr-AMP纳米颗粒处理恢复了ATP水平,以25μg/m L的Sr-AMP纳米颗粒处理组效果显著。结论:我们的研究结果表明,Sr-AMP纳米颗粒可减少巨噬细胞炎症因子表达和氧化应激,恢复ATP水平,减少细胞死亡,其作用可能与激活AMPK以及增加Nrf1/2表达有关。图18幅,参考文献63篇