Ecto-5-核苷酸酶(CD73)减轻脊髓损伤后的炎症反应机制研究
- 格式:pptx
- 大小:12.42 MB
- 文档页数:30
·综述·纳米递送系统在脊髓损伤中的研究进展叶启航1,李艺2,3,张云梦1,叶军明2,3作者单位1.赣南医科大学第一临床医学院江西赣州3410002.赣南医科大学第一附属医院麻醉手术中心江西赣州3410003.赣州市麻醉学重点实验室江西赣州341000基金项目国家科学自然基金(原位注射bFGF-E CM-HP 温敏型水凝胶治疗脊髓损伤的作用和作用机制,No.81760230);江西省科学自然基金(近红外光响应PDA-HP 水凝胶改善线粒体功能的脊髓损伤光热治疗研究,No.20224BAB 216047)收稿日期2023-06-15通讯作者叶军明yjm7798@sina.com摘要脊髓损伤(spinal cord injury ,SCI )是一种严重的神经系统疾病,其主要的临床治疗包括急救处理、手术、药物治疗和康复治疗。
常规的药物治疗存在难以穿越血脊髓屏障(blood-spinal cord barrier ,BSCB )、不能靶向受损的神经组织的问题。
纳米递送系统具有良好的可控释放特性和靶向脊髓组织的能力,可以克服常规给药方式的不足,通过精细化设计组装和外表修饰赋予纳米递送系统出众的治疗效果。
本文综述了在SCI 中纳米粒子用于药物递送的研究进展,并着重介绍在SCI 药物递送系统中的靶向策略及具有运用前景的纳米粒子及其各自特性与局限性,以及将纳米递送技术应用于临床SCI 修复领域所需克服的努力与障碍。
关键词脊髓损伤;纳米粒子;靶向治疗;纳米递送中图分类号R741;R744文献标识码A DOI 10.16780/ki.sjssgncj.20230415本文引用格式:叶启航,李艺,张云梦,叶军明.纳米递送系统在脊髓损伤中的研究进展[J].神经损伤与功能重建,2024,19(1):45-50.Research Progress of Nano Delivery Systems in Spinal Cord Injury YE Qihang 1,LI Yi 2,3,ZHANGYunmeng 1,YE Junming 2,3.1.The First Clinical School of Gannan Medical University,Jiangxi 341000,China;2.Anesthesia Surgery Center,the First Affiliated Hospital of Gannan Medical University,Jiangxi 341000,China;3.Ganzhou Key Laboratory of Anesthesiology,Jiangxi 341000,ChinaAbstract Spinal cord injury (SCI)is a severe neurological condition.The primary clinical interventions include emergency treatment,surgical procedures,drug therapy,and rehabilitation programs.However,Conventional drug therapy is difficult to cross the Blood-spinal cord barrier (BSCB)and cannot target damaged nerve tissue.In contrast,nano-drug delivery systems offer controlled release properties and can precisely target spinal cord tissue,thereby overcoming the limitations of traditional drug therapies.Through exquisite design,assembly and external modification,the nanomedical drug delivery system has outstanding therapeutic effects.This paper reviews the current research status of Nanoparticles for drug delivery in SCI.Furthermore,this article emphasizes the targeting strategies utilized in drug delivery systems for spinal cord injury,as well as the potential of nanoparticles and their respective characteristics and limitations.Finally,the efforts and obstacles to be overcome in the application of nanoparticle drug delivery technology in the field of clinical SCI repair are discussed.Keywords spinal cord injury;nanoparticles;targeted therapy;nano delivery1脊髓损伤1.1流行病学SCI 是指因创伤或疾病导致的脊髓功能障碍性损伤。
网络出版时间:2020-2-1912:59㊀网络出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1065.r.20200217.1528.033.htmlCD39 ̄腺苷能轴在纤维化疾病中作用的研究进展帅㊀陈㊀综述㊀慈雷雷ꎬ贾文茜ꎬ吕雄文㊀审校2019-11-01接收基金项目:国家自然科学基金(编号:81270498㊁81970518)ꎻ2016年度高校领军人才引进与培养项目(编号:gxbjZD2016032)作者单位:安徽医科大学药学院ꎬ合肥㊀230032作者简介:帅㊀陈ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎻ吕雄文ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ责任作者ꎬE ̄mail:lxw31288@aliyun.com摘要㊀三磷酸二磷酸水解酶(ENTPD1/CD39)和5  ̄核苷酸酶(NT5E/CD73)是细胞外2种重要的跨膜水解酶ꎬ与腺苷和腺苷受体组成的CD39 ̄腺苷能轴在组织损伤中所出现的细胞裂解㊁细胞凋亡等过程中起着重要的作用ꎮ纤维化是许多疾病发生的主要病理特征ꎬ影响日常生活ꎬ严重威胁到人类的健康安全ꎮ近年来大量的文献研究CD39 ̄腺苷能轴在纤维化疾病中的表达和调控ꎬ使得研究人员对其在疾病中的分子机制有更深入的了解ꎮ该文就CD39 ̄腺苷能轴的结构以及其在几种常见纤维化疾病中的表达和调控等研究进行综述ꎮ关键词㊀纤维化疾病ꎻCD39ꎻCD73ꎻ腺苷中图分类号㊀R ̄05ꎻR619.6ꎻR342.5ꎻR392.11文献标志码A文章编号1000-1492(2020)02-0316-04doi:10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2020.02.033㊀㊀肌成纤维细胞是由多种细胞如常驻间充质细胞㊁上皮细胞以及内皮细胞等分化而来的平滑肌表型的成纤维细胞ꎬ是胶原蛋白的主要来源ꎬ在纤维化的发展中起着重要作用[1]ꎮ许多生长因子在组织修复和再生中发挥重要的作用ꎬ其中转化生长因子 ̄β(transforminggrowthfactor ̄βꎬTGF ̄β)就能够调节细胞外基质(extracellularmatrixꎬECM)的表达ꎮECM(胶原蛋白I和胶原蛋白Ⅲ等)具有结构支持㊁细胞黏附以及阻碍流体和大分子运动的作用ꎬ在特定的器官组织中表达特殊的功能ꎮ在动物体内ꎬTGF ̄β和其他细胞因子(纤溶酶和基质金属蛋白酶等)控制基质蛋白的退化和重塑平衡[2]ꎮα平滑肌肌动蛋白(alphasmoothmuscleactinꎬα ̄SMA)是能够收缩平滑肌细胞的骨架蛋白ꎮ在激活状态下ꎬ肌成纤维细胞能够停止增殖ꎬ大量表达α ̄SMA[3]ꎮ肌成纤维细胞产生的高收缩力有利于组织的生理重塑ꎬ能够通过收缩伤口边缘来加速伤口的修复ꎬ但是当肌成纤维细胞过度收缩时就会出现增生性瘢痕ꎬ不利于组织修复ꎮ因此ꎬ在研究纤维化疾病过程中常常把TGF ̄β㊁α ̄SMA㊁胶原蛋白Ⅰ㊁胶原蛋白Ⅲ作为评判纤维化的重要指标ꎮ㊀㊀纤维化疾病的发生受多种因素的调控ꎬ其中嘌呤核苷酸发挥着至关重要的作用ꎮ三磷酸二磷酸水解酶(ectonucleosidetriphosphatediphosphohydrolase1ENTPD1/CD39)和5  ̄核苷酸酶(ecto ̄5  ̄Nucleoti ̄daseꎬNT5E/CD73)介导细胞外的嘌呤代谢ꎬ将细胞外的嘌呤信号传递给免疫细胞上的4个蛋白偶联P1腺苷受体[4]ꎬ这个过程在多种病理生理中发挥作用ꎮCD39 ̄腺苷能轴在多种人类疾病中的作用使得研究人员越来越意识到通过改变相关通路的分解代谢机制就可以改变某些纤维化疾病的病理生理进程或者逆转结果ꎮ因此CD39 ̄腺苷轴在纤维化疾病中的研究成为现阶段的研究热点ꎮ1㊀CD39 ̄腺苷轴㊀㊀细胞外的腺苷主要来源途径分别为:①细胞内产生的腺苷运输到细胞外ꎻ②细胞外的嘌呤核苷酸水解产生ꎮ参与细胞外嘌呤代谢的酶有很多种ꎬ其中研究最多的是CD39和CD73ꎮCD39参与嘌呤核苷酸代谢第一步水解ꎮCD39是一种含有510个氨基酸㊁具有特殊结构特征的细胞膜蛋白ꎬ分子量为70~100kuꎮ分子中含有6个潜在的N ̄链糖基化位点ꎬ11个半氨酸残基和2个跨膜区域ꎮ其中ꎬ2个跨膜结构域分别是由含有氨基和羧基末端片段的细胞质结构域和对酶分解代谢功能至关重要的细胞外疏水结构域组成ꎮCD39在动物体大部分器官中均有表达ꎬ主要是在内皮细胞和免疫细胞上表达ꎮCD73参与嘌呤核苷酸代谢的第2步水解ꎮCD73是一种糖基-磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositolꎬGPI)锚定蛋白ꎬ是由548个氨基酸组成的二聚体ꎬ其分子量约为61kuꎮCD73分子N段区域结合二价金属离子ꎬ而C端结合单磷酸腺苷(adenosinemonophosphateꎬAMP)ꎬ主要存在于多种组织中ꎬ包括结肠㊁大脑㊁心肝肺等[5]ꎮ㊀㊀当细胞受到刺激时ꎬ细胞外三磷酸腺苷(adeno ̄图1㊀CD39 ̄腺苷能轴调控细胞活化增殖和纤维化的作用机制示意图sinetriphosphateꎬATP)从细胞内释放到细胞外ꎬ迅速被细胞表面的CD39酶水解生成AMP和磷酸并释放能量ꎬ随之由下游CD73酶将胞外的AMP水解为腺苷ꎬ释放能量[6]ꎮ产生的腺苷在腺苷水解酶(a ̄denosinedeaminaseꎬADA)的作用下发生水解或者与靶细胞膜上4个G蛋白偶联腺苷受体(分别为A1R㊁A2R㊁A3R和A4R)结合发挥生理效应ꎮ这个途径从ATP到腺苷的生成ꎬ被称为CD39 ̄腺苷能轴ꎮ正常情况下ꎬ胞外酶CD39 ̄CD73 ̄ADA级联反应共同调控腺苷水平ꎬ使得体内的腺苷水平处于一个相对稳定的状态ꎮ当组织损伤㊁恶性肿瘤以及自身免疫性疾病等使得人体内环境发生紊乱时ꎬ体内腺苷水平稳态被打破ꎬ大量释放的腺苷直接或者间接的作用激活腺苷受体ꎬ引发一系列下游信号通路ꎬ调控免疫应答和炎症反应ꎬ如图1ꎮ因此腺苷在参与伤口愈合㊁组织修复以及纤维化中发挥着重要的作用[7]ꎮCD39 ̄腺苷能轴在纤维化疾病治疗过程中具有巨大的临床潜力ꎮ2㊀CD39 ̄腺苷能轴在纤维化疾病中的作用2.1㊀CD39 ̄腺苷能轴在皮肤纤维化中的作用㊀皮肤纤维化是以胶原为主的ECM过度聚集在皮肤组织中所出现的一种疾病ꎮ在对小鼠进行CD39/CD73基因双重敲除后ꎬ皮肤抗拉伸强度明显要比野生型小鼠强ꎬTGF ̄β和结缔组织生长因子(connec ̄tivetissuegrowthfactorꎬCTGF)的含量减少[8]ꎮCD39/CD73能够产生细胞外腺苷ꎬ在博来霉素诱导的真皮损伤甚至真皮纤维化中起重要作用ꎬ可能引起皮肤纤维化ꎮCD39或CD73基因敲除的小鼠因嘌呤核苷酸无法水解产生细胞外腺苷ꎬ从而明显缓解皮肤纤维化ꎮCD39或CD73的抑制剂有希望治疗皮肤纤维化ꎮ2.2㊀CD39 ̄腺苷能轴在心肌纤维化中的作用㊀心肌纤维化是指心肌成纤维细胞在心肌组织中活化增殖ꎬ致ECM过度沉积ꎬ导致心室僵硬以及功能障碍ꎬ心脏出现不可逆转的心力衰竭ꎮ心肌成纤维细胞上的CD39酶能够水解ATP产生腺苷ꎮCD39酶的非选择性抑制剂ꎬ不仅可以增加ATP的促纤维化作用ꎬ还能够增加促纤维化因子的合成ꎮ为了更好地阐明CD39在心肌纤维化中的作用ꎬ利用siRNA转染技术沉默CD39基因可以增加细胞外ATP的浓度ꎬ增强ATP的促纤维化作用[9]ꎮ㊀㊀CD73在多种细胞中表达ꎬ如免疫细胞㊁内皮细胞和间充质细胞ꎬ一般被认为能够产生腺苷作用于A2AR[10]ꎮCD73水解产生的腺苷通过调节中性粒细胞与内皮细胞黏附和转运ꎬ在缺氧诱导的炎症和免疫过程中发挥调节剂作用[11]ꎮ研究[12]显示T细胞缺乏CD73对主动脉诱导的心力衰竭有一定的影响ꎬ进一步恶化心脏收缩功能ꎬ心肌纤维化增加ꎬ心肌成纤维细胞活化ꎮ心肌成纤维细胞活化能够产生和分泌胶原蛋白ꎬ导致心肌细胞被纤维化瘢痕组织替代ꎬ从而出现纤维化ꎮ这些研究结果显示心肌细胞内稳态和纤维化发生是体内ATP和腺苷协调的结果ꎬ其中腺苷抗纤维化作用受到酶CD39和CD73的调控ꎮ2.3㊀CD39 ̄腺苷能轴在肺纤维化中的作用㊀肺纤维化是肺周围的细胞组成发生改变和环境紊乱ꎬ胶原分泌增加ꎬECM过度积聚ꎬ最终导致肺功能出现丧失ꎬ是许多肺间质性疾病的诱因ꎮ腺苷作为信号分子是针对损伤而产生的ꎬ在损伤的早期能够对其产生保护作用[13]ꎬ但是在疾病发展的慢性阶段如肺纤维化等过程就会产生伤害[14]ꎮCD39和CD73基因缺失能减少胞外腺苷的形成ꎮ㊀㊀研究[15]显示ꎬ机械性通气能够启动先天免疫调节机制诱导CD39和CD73的表达ꎬ显著增加肺组织中腺苷水平ꎮ腺苷通过减少内皮细胞的渗漏达到减轻机械性通气造成肺损伤的目的ꎮCD39/CD73基因缺失肺水肿和炎症增加ꎬ诱导急性肺损伤加重ꎮ㊀㊀但是在辐射照射诱导的模型中CD73基因缺失小鼠在肺泡间隔ꎬ胶原蛋白I㊁胶原蛋白III沉积ꎬ纤维化灶等肺纤维化现象中明显轻于野生型小鼠ꎬ对肺纤维化起到保护作用[16]ꎮ此外ꎬ使用聚乙二醇腺苷脱氢酶或者CD73抗体治疗全胸照射的野生型小鼠能够显著降低射线诱导的肺纤维化ꎮVolmeretal[17]注射博来霉素可致小鼠体内胶原蛋白㊁组织纤维化增加以及促炎和促纤维化介质升高ꎬ而CD73基因敲除可以减少腺苷的积累ꎬ逆转博来霉素诱导的肺纤维化ꎮ㊀㊀这些结果显示CD39 ̄腺苷轴与肺纤维化具有一定相关性ꎬ调节CD39 ̄腺苷轴中相关机制对治疗肺纤维化有意义ꎮ2.4㊀CD39 ̄腺苷能轴在肝纤维化中的作用㊀肝脏作为人体的主要解毒器官ꎬ其纤维化主要是由慢性肝损伤㊁肝炎等肝病过程演变导致的ꎬ其治疗受到人们的广泛关注ꎮ腺苷参与很多肝脏疾病ꎬ如肝脏缺血/再灌注损伤㊁肝癌和肝纤维化等ꎮ㊀㊀2008年ꎬPengetal[18]研究发现CD73基因敲除可以减少CCl4处理的小鼠体内腺苷水平ꎬ降低肝纤维化发生ꎬ同时也指出抑制腺苷在胞外形成或阻断腺苷受体有助于预防肝纤维化ꎮ同样地ꎬ2010年有报道[19]证实CD73基因敲除在一定程度上能够防止酒精性脂肪肝和内毒素引起的肝纤维化ꎬA1R阻断脂肪酸合成基因的表达ꎬA2BR促进脂肪酸代谢基因的表达ꎬ靶向CD73基因和腺苷受体可以预防酒精诱导的脂肪肝ꎮ关于CD39在肝纤维化中的研究鲜有报道ꎬ有待进一步的研究ꎮ2.5㊀CD39 ̄腺苷能轴在肾纤维化中的作用㊀肾纤维化是肾间质成纤维细胞活化㊁增殖以及迁移ꎬ促使ECM累积ꎬ肾结构发生变化ꎬ其病理表现主要是肾小球硬化㊁肾小管间质纤维化㊁炎症浸润以及肾实质丧失ꎮ其中肾小管间质纤维化可分为细胞活化和损伤㊁纤维化信号传导㊁纤维化㊁肾损害4个阶段[20]ꎮ已有文献[21]证实ꎬCD39依赖性产生的腺苷可以减少肾缺血再灌注损伤ꎬ减轻其向肾纤维化发展的趋势ꎮ㊀㊀CD73主要存在于管腔膜㊁小叶周围成纤维细胞以及系膜细胞中ꎬ是肾脏细胞外腺苷的主要来源[22]ꎮCD73水解产生的细胞外腺苷是参与肾小管-肾小球反馈的免疫调节剂ꎬ在大多数肾脏调节机制中起主导作用[23]ꎮ而CD73基因敲除导致腺苷的缺乏会破坏肾小球滤过屏障ꎬ增加肾纤维化的发生[24]ꎮ2.6㊀CD39 ̄腺苷能轴在其他器官纤维化中的作用㊀胰腺星状细胞是胰腺基质蛋白的主要生产者ꎬ参与胰腺纤维化的发展ꎮ胰腺星状细胞的活化能够刺激ECM合成ꎬ减少ECM降解ꎬ整体ECM积累[25]ꎮECM的积累是发生胰腺纤维化的关键因素ꎮ实验中发现胰腺炎小鼠中胰腺星状细胞高表达CD39ꎬ其中CD39基因缺失抑制实验性胰腺炎中胰腺星状细胞活化㊁增殖ꎬ前胶原蛋白α1表达以及胰腺纤维化ꎮ数据显示细胞外腺苷调节胰腺星状细胞的增殖和胶原的生成[26]ꎮ㊀㊀最后ꎬCD39在人体组织上皮细胞㊁炎症细胞以及内皮细胞中表达ꎬ调节过量的核苷酸浓度ꎬ这可能与重建嘌呤信号通路调控囊性纤维化有关[27]ꎮ3㊀小结与展望㊀㊀纤维化疾病几乎可以在人体的各个器官发生ꎬ其中肝㊁肾㊁心脏㊁肺㊁皮肤等器官或者组织中研究较多ꎮ纤维化是由慢性损伤造成的ꎬ是个缓慢的过程ꎮ现阶段主要的研究除了器官移植外ꎬ还有基因治疗㊁细胞治疗㊁药物治疗等ꎮ但是由于器官移植存在供不应求的问题ꎬ所以满足不了大部分患者的需求ꎬ导致很多患者得不到很好的治疗ꎮ基因治疗㊁细胞治疗的方法主要是重组RNA或者修正离子运输缺陷等ꎬ但是目前尚未导致可行的治疗ꎮ因此不断设计和合成新的靶点化合物ꎬ并通过结构优化提高药物在体内的稳定性ꎬ达到更优的治疗效果ꎬ将具有更大的治疗前景ꎮ㊀㊀上面的研究显示腺苷及其受体亚型在调节纤维化疾病方面所发挥的作用有差异ꎮ作为水解细胞外ATP为腺苷的胞外酶ꎬCD39和CD73不论是动物还是人体中都广泛存在并且发挥着必不可少的作用ꎮ近年来ꎬ随着CD39和CD73在各种疾病中的研究ꎬ比如器官缺血再灌注损伤㊁免疫炎症㊁纤维化以及肿瘤癌症等方面ꎬ人们开始越来越多地认识到了胞外酶CD39和CD73在水解产生腺苷中的重要性ꎮ㊀㊀纤维化疾病是在慢性损伤中逐渐形成的ꎬ假如在炎症损伤初期就对腺苷水平进行调控ꎬ那么就能够有效地预防纤维化疾病的发生ꎮ正如本文中所讨论的ꎬ越来越多CD39 ̄腺苷轴上的分子和信号通路介质可用来开发治疗纤维化疾病的药物ꎮ然而ꎬ关于CD39 ̄腺苷轴仍然有许多重要的问题束之高阁ꎬ比如关于CD39和CD73在纤维化疾病中参与组织重塑的机制ꎮ另外ꎬ正如上面所描述的实验中ꎬ腺苷作为分子信号ꎬ既能产生保护作用又能产生损伤作用ꎬ那么组织损伤或者疾病阶段经CD39和CD73介导产生的腺苷到底是产生有利还是不利的影响还需要进一步的研究ꎮ最后ꎬ关于该轴的研究大部分都尚处于基础动物研究阶段ꎬ如何将基础动物研究成果实化为具体药物应用到治疗临床疾病上ꎬ仍然有很长的一段路需要摸索ꎮ因此ꎬ需要更多的实验研究阐明CD39 ̄腺苷轴的作用机制ꎬ为纤维化疾病的治疗提供更多的药物靶点和治疗手段ꎮ参考文献[1]㊀WynnTA.Cellularandmolecularmechanismsoffibrosis[J].JPatholꎬ2008ꎬ214(2):199-210.[2]㊀BrantonMHꎬKoppJB.TGF ̄betaandfibrosis[J].MicrobesIn ̄fectꎬ1999ꎬ1(15):1349-65.[3]㊀CherngSꎬYoungJꎬMaH.Alpha ̄smoothmuscleactin(α-SMA)[J].JAmSciꎬ2008ꎬ4(4):7-9.[4]㊀KishoreBKꎬRobsonSCꎬDwyerKM.CD39 ̄adenosinergicaxisinrenalpathophysiologyandtherapeutics[J].PurinergicSignalꎬ2018ꎬ14(2):109-20.[5]㊀AntonioliLꎬPacherPꎬViziES.CD39andCD73inimmunityandinflammation[J].TrendsMolMedꎬ2013ꎬ19(6):355-67. [6]㊀LindenJꎬKoch ̄NolteFꎬDahlG.Purinereleaseꎬmetabolismꎬandsignalingintheinflammatoryresponse[J].AnnuRevImmu ̄nolꎬ2019ꎬ37:325-47.[7]㊀FeoktistovIꎬBiaggioniIꎬCronsteinBN.Adenosinereceptorsinwoundhealingꎬfibrosisandangiogenesis[J].HandbExpPharma ̄colꎬ2009(193):383-97.[8]㊀FernándezPꎬPerez ̄AsoMꎬSmithGꎬetal.Extracellulargenera ̄tionofadenosinebytheectonucleotidasesCD39andCD73pro ̄motesdermalfibrosis[J].AmJPatholꎬ2013ꎬ183(6):1740-6.[9]㊀LuDꎬInselPA.HydrolysisofextracellularATPbyectonucleo ̄sidetriphosphatediphosphohydrolase(ENTPD)establishesthesetpointforfibroticactivityofcardiacfibroblasts[J].JBiolChemꎬ2013ꎬ288(26):19040-9.[10]LindenJ.Regulationofleukocytefunctionbyadenosinereceptors[J].AdvPharmacolꎬ2011ꎬ61:95114.[11]EltzschigHKꎬThompsonLFꎬKarhausenJꎬetal.Endogenousa ̄denosineproducedduringhypoxiaattenuatesneutrophilaccumula ̄tion:coordinationbyextracellularnucleotidemetabolism[J].Bloodꎬ2004ꎬ104(13):3986-92.[12]QuastCꎬAlterCꎬDingZꎬetal.AdenosineformedbyCD73onTcellsinhibitscardiacinflammationandfibrosisandpreservescon ̄tractilefunctionintransverseaorticconstriction–inducedheartfailure[J].CircHeartFailꎬ2017ꎬ10(4):e003346. [13]HartMLꎬGorzollaICꎬSchittenhelmJꎬetal.SP1 ̄dependentin ̄ductionofCD39facilitateshepaticischemicpreconditioning[J].JImmunolꎬ2010ꎬ184(7):4017-24.[14]ChunnJLꎬMolinaJGꎬMiTꎬetal.Adenosine ̄dependentpul ̄monaryfibrosisinadenosinedeaminase ̄deficientmice[J].JIm ̄munolꎬ2005ꎬ175(3):1937-46.[15]EckleTꎬFüllbierLꎬWehrmannMꎬetal.Identificationofectonu ̄cleotidasesCD39andCD73ininnateprotectionduringacutelunginjury[J].JImmunolꎬ2007ꎬ178(12):8127-37.[16]WirsdörferFꎬDeLeveSꎬCappucciniFꎬetal.Extracellularaden ̄osineproductionbyecto ̄5ᶄ ̄nucleotidase(CD73)enhancesradia ̄tion ̄inducedlungfibrosis[J].CancerResꎬ2016ꎬ76(10):3045-56.[17]VolmerJBꎬThompsonLFꎬBlackburnMR.Ecto ̄5ᶄ ̄nucleotidase(CD73) ̄mediatedadenosineproductionistissueprotectiveinamodelofbleomycin ̄inducedlunginjury[J].JImmunolꎬ2006ꎬ176(7):4449-58.[18]PengZꎬFernandezPꎬWilderTꎬetal.Ecto ̄5ᶄ ̄nucleotidase(CD73) ̄mediatedextracellularadenosineproductionplaysacriti ̄calroleinhepaticfibrosis[J].NucleosidesNucleotidesNucleicAcidsꎬ2008ꎬ27(6):821-4.[19]RobsonSCꎬSchuppanD.Adenosine:tippingthebalancetowardshepaticsteatosisandfibrosis[J].JHepatolꎬ2010ꎬ52(6):941-3.[20]EddyAA.Molecularbasisofrenalfibrosis[J].PediatrNephrolꎬ2000ꎬ15(3-4):290-301.[21]GrenzAꎬZhangHꎬHermesMꎬetal.ContributionofE ̄NTP ̄Dase1(CD39)torenalprotectionfromischemia ̄reperfusioninjury[J].FASEBJꎬ2007ꎬ21(11):2863-73.[22]LeHirMꎬKaisslingB.Distributionandregulationofrenalecto ̄5' ̄nucleotidase:implicationsforphysiologicalfunctionsofadenosine[J].AmJPhysiolꎬ1993ꎬ264(3Pt2):F377-87. [23]HuangDYꎬVallonVꎬZimmermannHꎬetal.Ecto ̄5' ̄nucleotid ̄ase(cd73) ̄dependentand ̄independentgenerationofadenosineparticipatesinthemediationoftubuloglomerularfeedbackinvivo[J].AmJPhysiolRenalPhysiolꎬ2006ꎬ291(2):F282-8. [24]BlumeCꎬFelixAꎬShushakovaNꎬetal.AutoimmunityinCD73/Ecto ̄5ᶄ ̄nucleotidasedeficientmiceinducesrenalinjury[J].PLoSoneꎬ2012ꎬ7(5):e37100.[25]HaberPSꎬKeoghGWꎬApteMVꎬetal.Activationofpancreaticstellatecellsinhumanandexperimentalpancreaticfibrosis[J].AmJPatholꎬ1999ꎬ155(4):1087-95.[26]KünzliBMꎬNuhnPꎬEnjyojiKꎬetal.Disorderedpancreaticin ̄flammatoryresponsesandinhibitionoffibrosisinCD39 ̄nullmice[J].Gastroenterologyꎬ2008ꎬ134(1):292-305.[27]FaustherMꎬPelletierJꎬRibeiroCMꎬetal.Cysticfibrosisremod ̄elstheregulationofpurinergicsignalingbyNTPDase1(CD39)andNTPDase3[J].AmJPhysiolLungCellMolPhysiolꎬ2010ꎬ298(6):L804-18.。
《莫诺苷对大鼠脊髓损伤的抗炎作用及转录组分析》一、引言脊髓损伤(SCI)是一种严重的神经系统损伤,常导致感觉和运动功能的丧失。
炎症反应在脊髓损伤的病理过程中起着关键作用,因此,寻找有效的抗炎药物和治疗方法是当前研究的热点。
莫诺苷作为一种天然药物成分,近年来在医学研究中备受关注。
本文旨在探讨莫诺苷对大鼠脊髓损伤的抗炎作用及其对脊髓转录组的影响,为莫诺苷在脊髓损伤治疗中的应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 实验材料实验所需的大鼠、药品、试剂及设备等详细列出。
2. 实验动物分组与模型制备将大鼠分为对照组、模型组(脊髓损伤组)和莫诺苷治疗组。
模型制备采用经典的脊髓打击法。
3. 莫诺苷给药方法及剂量详细描述莫诺苷的给药方式、时间和剂量。
4. 转录组分析方法介绍转录组分析的实验方法、步骤及数据分析处理。
三、实验方法与步骤1. 脊髓损伤模型的建立采用脊髓打击法建立大鼠脊髓损伤模型。
2. 莫诺苷给药治疗在模型制备后,对莫诺苷治疗组的大鼠进行莫诺苷给药治疗。
3. 样本收集与处理在给药治疗后不同时间点,收集大鼠脊髓组织样本,进行转录组分析前的相关处理。
4. 转录组分析利用高通量测序技术对各组大鼠脊髓组织进行转录组分析,比较各组间基因表达差异。
四、实验结果1. 莫诺苷对大鼠脊髓损伤的抗炎作用通过观察各组大鼠脊髓组织中炎症因子的表达情况,分析莫诺苷对脊髓损伤后炎症反应的影响。
结果显示,莫诺苷治疗组大鼠脊髓组织中炎症因子表达较低,表明莫诺苷具有抗炎作用。
2. 转录组分析结果对各组大鼠脊髓组织进行转录组分析,比较基因表达差异。
结果显示,莫诺苷治疗组与模型组相比,有大量基因表达差异,涉及多种生物学过程和信号通路。
这些差异基因主要富集在炎症反应、细胞凋亡、神经修复等通路中。
3. 差异基因的生物信息学分析对差异基因进行生物信息学分析,包括GO富集分析、KEGG通路分析等。
结果显示,莫诺苷治疗组在抗炎、神经修复等相关通路中表现出显著的基因表达变化。
中文摘要目的脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)后细胞凋亡首先在大鼠SCI模型中发现,最近在猴和人等的损伤脊髓组织中均发现有凋亡细胞的存在,其中既有神经元,又有各种胶质细胞如少突胶质细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞。
由于神经组织缺乏再生能力,抑制细胞凋亡对于保存残留细胞及将来功能重建将起到重要作用,因为胶质细胞不仅能为神经元提供新陈代谢所需的营养物质,而且还可以通过轴浆运输挽救处于濒临死亡的神经细胞。
甲基强的松龙(Methylprednisolone,MP)是目前治疗人类急性创伤性脊髓损伤有效的药物,目前有实验证明其能够抑制撞击性脊髓损伤后的细胞凋亡,但是抑制凋亡机理并不清楚,本实验研究大鼠脊髓横断性损伤后,甲基强的松龙对脊髓细胞凋亡的抑制作用及此种作用机理。
实验方法60只成年Wistar大鼠随机分成MP治疗组、对照组和单纯椎板切除组。
大鼠用2%戊巴比妥钠(25mg/kg,ip)麻醉,无菌条件下以TIO为中心作后正中切口,咬除T10棘突和椎板,MP治疗组在大鼠脊髓组织横断后半小时经尾静脉给予甲基强的松龙,对照组大鼠脊髓横断后未给予任何治疗措施,椎板切除组大鼠仅打开椎板,不损伤脊髓,同样未予治疗。
各组大鼠于脊髓损伤后8h、24h、3天和l周经心脏灌注取材,标本经梯度脱水,浸蜡,石蜡包埋,制成7斗m厚切片,分别用于liE、免疫组化和TUNEL观察。
采用改良Tarlov评分方法观察大鼠后肢运动功能,采用透射电镜方法和TUNEL染色观察细胞凋亡情况,采用免疫组织化学方法观察Fas、caspase一8和caspase一3在SCI前后的变化过程。
实验结果脊髓损伤后24h大鼠后肢运动功能逐渐恢复,MP治疗组大鼠的后肢运动功能恢复要好于对照组,7天后尤其明显,此时大鼠后肢能支撑体重,活动较频繁有力。
透射电镜和TUNEL染色观察证实脊髓损伤后8h即有凋亡细胞出现,凋亡细胞广泛分布于灰质和白质内,既有神经元也有神经胶质细胞,从形态上看少突胶质细胞居多,脊髓损伤后3天凋亡细胞数达到高峰,7天时仍有凋亡细胞,但已明显减少,各时间点治疗组凋亡细胞数量明显少于对照组(P<0.05)。
第 50 卷第 2 期2024年 3 月吉林大学学报(医学版)Journal of Jilin University(Medicine Edition)Vol.50 No.2Mar.2024DOI:10.13481/j.1671‐587X.20240205甜叶悬钩子苷对脊髓损伤小鼠运动功能障碍和神经炎症的改善作用及其机制杨爽1,2, 许娜3, 张剑旭1, 孙成彪1, 王燕1, 董明鑫1, 刘文森1,2(1. 军事科学院军事医学研究院军事兽医研究所,吉林长春130117;2. 延边大学医学院生理学与病理生理学教研室,吉林延吉133002;3. 吉林医药学院,吉林吉林132000)[摘要]目的目的:探讨甜叶悬钩子苷(RUB)对小鼠脊髓损伤(SCI)和神经炎症的影响,并阐明其作用机制。
方法方法:将48只雌性昆明小鼠随机分为假手术组、SCI组、SCI+低剂量RUB组和SCI+高剂量RUB组,每组12只;采用脊髓损伤行为学(BBB)评分法评估SCI小鼠后肢运动功能,脊髓组织含水量法检测SCI小鼠脊髓水肿情况,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组小鼠促炎细胞因子环氧化酶2(COX-2)、白细胞介素1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)mRNA表达水平,ELISA法检测各组小鼠血清中炎症因子水平,HE染色观察各组小鼠脊髓组织病理形态学,免疫荧光法检测各组小鼠脊髓组织中小胶质细胞活化情况,Western blotting法检测SCI小鼠脊髓组织中相关蛋白表达水平。
结果结果:BBB评分,与假手术组比较,SCI组小鼠评分低至0分;与SCI组比较,SCI+低剂量RUB组和SCI+高剂量RUB组小鼠BBB评分逐步升高。
脊髓组织含水量法检测,与假手术组比较,SCI组小鼠脊髓组织含水量明显升高(P<0.01);与SCI组比较,SCI+低剂量RUB组和SCI+高剂量RUB组小鼠脊髓组织含水量明显降低(P<0.01)。
CD73在肿瘤免疫治疗中的研究进展陈景;黄香;宋海珠【摘要】CD73,又称5'胞外核苷酸酶,是通过糖基磷脂酰肌醇( GPI)锚定在细胞膜上的一种多功能糖蛋白,长为70kDa.最早CD73定义为淋巴细胞分化抗原,在T淋巴细胞中起着刺激信号分子的作用,并且在淋巴细胞结合到内皮细胞的过程中充当黏附分子的角色.成人外周血中将近30%的T细胞和75%的B细胞表达CD73[1].而随着越来越多的深入研究,发现CD73广泛存在于大多数组织,控制多种生理作用,如:上皮离子交换、液体转运、血小板功能、组织乏氧以及血管渗漏等[2,3].CD73在ATP转化为腺苷的过程中起着极其重要的作用,与CD39联合能使ATP去磷酸化为腺苷,CD39主要使ATP转化为ADP和AMP,而CD73则使AMP去磷酸为腺苷.【期刊名称】《癌症进展》【年(卷),期】2011(009)006【总页数】4页(P656-659)【关键词】CD73;免疫抑制;肿瘤免疫治疗;腺苷【作者】陈景;黄香;宋海珠【作者单位】南京大学医学院临床学院南京军区南京总医院肿瘤内科,南京210002;南京大学医学院临床学院南京军区南京总医院肿瘤内科,南京210002;南京大学医学院临床学院南京军区南京总医院肿瘤内科,南京210002【正文语种】中文【中图分类】R730.51CD73,又称5’胞外核苷酸酶,是通过糖基磷脂酰肌醇 (GPI)锚定在细胞膜上的一种多功能糖蛋白,长为70kDa。
最早CD73定义为淋巴细胞分化抗原,在T淋巴细胞中起着刺激信号分子的作用,并且在淋巴细胞结合到内皮细胞的过程中充当黏附分子的角色。
成人外周血中将近30%的T细胞和75%的B细胞表达CD73[1]。
而随着越来越多的深入研究,发现CD73广泛存在于大多数组织,控制多种生理作用,如:上皮离子交换、液体转运、血小板功能、组织乏氧以及血管渗漏等[2,3]。
CD73在ATP转化为腺苷的过程中起着极其重要的作用,与CD39联合能使ATP去磷酸化为腺苷,CD39主要使ATP转化为ADP和AMP,而CD73则使AMP去磷酸为腺苷。
•综达•丙戊酸治疗脊髓损伤潜在机制的研究进展谢志杰吴建跃*脊髓损伤(SCI)是一种严重的创伤,通常会给患者带来 巨大的经济负担和永久性残疾。
SCI的病理生理包括原发性 损伤和继发性损伤。
小胶质细胞是中枢神经系统(CNS)的 主要先天免疫细胞,在神经炎症中起重要作用[1]。
然而小胶 质细胞的过度活化会导致促炎因子的过度产生,例如环氧合 酶 2 (COX-2 ),白介素 1p(IL-1 |3 ),白介素 6 (IL-6 )和 白介素受体(IL-4R和IL-2Ra)—;当这些促炎因子过表达 时,其倾向于激活可能导致细胞凋亡的转录因子,例如NF-k B。
相关研究已经证实,NF-kB和STATs的转录活性与其赖 氨酸乙酰化密切相关,而赖氨酸乙酰化受组蛋白乙酰转移酶 (HATs)和组蛋白脱乙酰基酶(HDACs)间的平衡调节[3]。
通过恢复组蛋白乙酰化的平衡,调节转录功能障碍和上调神 经营养基因,HDAC抑制剂(HDACis)被认为是治疗神经系 统疾病的一种有前途的干预措施[4]。
本文探讨丙戊酸(VPA)在脊髓损伤修复过程中潜在的分子机制,并对其治疗脊髓损 伤的最新进展进行综述。
1丙戊酸概述VPA是衍生自天然戊酸的支链短链脂肪酸。
丙戊酸的主 要用途是作为抗癫痫药,以及用于偏头痛,双相情感障碍,情绪和焦虑症等。
丙戊酸以多种方式显示其药理作用,例如 通过作用于中枢神经系统中的GABA ( 7氨基丁酸)水平,阻断电压门控离子通道以及抑制组蛋白脱乙酰基酶。
近年来,丙戊酸被证明是组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)的抑制剂,尤其 是HDAC1以及其他HDAC。
对组蛋白脱乙酰基酶的抑制作用 可能会增强调节细胞凋亡及抗肿瘤作用的基因的表达[5]。
因而其可通过抑制炎症细胞因子和抑制神经元凋亡来发挥神经 保护作用[6]。
大部分药物在血液中分布,并存在于细胞外液的快速交 换过程。
同时药物也可在脑脊液(CSF)和大脑总分布。
CSF 中丙戊酸盐的浓度与血浆中游离药物浓度接近。