开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
拟研究或解决的问题及其背景意义本课题主要研究(CKPV)2对巨噬细胞吞噬及分泌功能的影响及初步探索潜在机制。
单核细胞渗出血管,进入组织和器官后,可进一步分化发育成巨噬细胞,成为机体内吞噬能力最强的细胞。单核细胞和巨噬细胞都能消灭侵入机体的细菌、吞噬异物颗粒、消除体内衰老、损伤的细胞和变性的细胞间质、杀伤肿瘤细胞,并参与免疫反应。巨噬细胞分为两种亚型:炎性、细胞毒性巨噬细胞亚型-M1型,细胞特征为吞噬作用强、杀灭病原体同时分泌炎性细胞因子(IL-1beta;、IL-6、TNF-alpha;等),在感染初期发挥重要作用;抗炎亚型-M1型,特征为分泌抗炎因子(IL-10)、精氨酸酶活性增强等,在感染后期调节免疫、促进组织修复及组织重建。炎症的发生往往由于M1型巨噬细胞占主导,而M2型未能发挥正常保护作用,因而抗炎药物干预应着重于将巨噬细胞由M1型转向M2型。
在单核/巨噬细胞(如THP-1)中,司来普伐肽(即(CKPV)2)前体alpha;-MSH与MC1R结合,增加细胞内cAMP水平,抑制LPS激动P38激酶,进而抑制NF-kB激活;alpha;-MSH亦可抑制LPS诱导的IKK活性,抑制IkB-alpha;磷酸化,间接抑制NF-kB活化,从而发挥抗炎作用。在人外周血单核细胞实验及LPS诱导大鼠腹膜炎实验中,(CKPV)2与NDP-alpha;-MSH对TNF-alpha;抑制能力相同且强于KPV,能显著降低外周血单核细胞TNF-alpha;释放,在大鼠体内,能降低静脉注射LPS后血液中TNF-alpha;浓度,降低LPS引起的腹膜炎中大鼠血液及渗析液中的TNF-alpha;和NO2-的浓度,发挥显著抗菌消炎作用。(CKPV)2可以抑制LPS刺激中性粒细胞IL-8释放,抑制细胞趋化,抑制炎症因子IL-1beta;,TNF-alpha;,粘附因子ICAM-1释放。加入cAMP抑制剂ddAdo,(CKPV)2失去抗炎能力,说明(CKPV)2以上抗炎机制涉及cAMP,与KPV相比,其机制更类似于alpha;-MSH。
细胞免疫是抗白念珠菌感染的重要免疫机制,虽然随感染部位不同,各种免疫细胞作用不同,但以黏膜上皮细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞为主的先天性、获得性免疫在感染中发挥着重要作用。先天性免疫是念珠菌病的重要保护机制,单核细胞、中性粒细胞的功能以及血管结构的异常都有利于念珠菌散播。中性粒细胞是外周血中的主要免疫细胞,是先天免疫系统防御的第一道防线。炎症发生后,中性粒细胞迅速迁移到感染位点并消灭入侵微生物。终末分化的中性粒细胞具有一套特异的消除入侵微生物机制,包括生成活性氧中间体(ROI),吞噬并释放颗粒酶和抗菌肽,以及形成中性粒细胞膜内陷。一方面,ROI作为中性粒细胞核心作用分子,是NADPH氧化酶复合物的产物,而NADPH氧化酶复合物是在中性粒细胞活化后胞质膜组装形成。另一方面,ROI的形成与中性粒细胞凋亡密切相关。感染后,一旦完成杀死微生物的任务,中性粒细胞凋亡,巨噬细胞开始吞噬。单核-巨噬细胞系统(mononuclear-phagocytesystem)包括血液中单核细胞和组织中固定或游走巨噬细胞,在功能上都具有吞噬作用。单核-巨噬细胞均起源于骨髓干细胞,在骨髓中经前单核细胞分化发育为单核细胞,进入血液并随之到达全身各组织,进入组织中随即发生形态变化,如肝脏中库氏细胞(kupffercell)、肺脏中尘细胞(dustcells)、脾和淋巴结中固定和游走巨噬细胞等。当血液中单核细胞进入组织转变为巨噬细胞后,一般不再返回血液循环,巨噬细胞在组织中虽有增殖潜能,但很少分裂,主要通过血液中的单核细胞补充。IFN-r,LPS或GM-CSF可促进单核细胞分化为M1型巨噬细胞,M1型巨噬细胞可产生炎性细胞因子,包括白细胞介素-1beta;(IL-1beta;)、IL-6、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和趋化因子如巨噬细胞炎性蛋白1beta;(MIP-1beta;)、MIP-2、KC,这将有助于提高抗菌活性,却也导致炎症发生[4,5]及促进辅助T细胞1(Th1)反应。另一方面,M-CSF或IL-4/IL-13诱导产生M2型,是巨噬细胞的抗炎亚型,其炎性因子产生水平低,并能激活辅助T细胞2(Th2)。M-CSF诱导M2型表达CD163,在激活后产生IL-10、Arginase,下调共刺激分子。由M2巨噬细胞产生的前列腺素E2(PGE2),ROS,Arginase能抑制T细胞增殖和IL-2生成。
alpha;-黑色素细胞刺激素(alpha;-Melanocyte-stimmu;latinghormone,alpha;-MSH),又称促黑激素,是一个由13个肽(N-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-val-C)组成的神经内分泌免疫调节肽,近年研究发现其具有明确的退热、抗炎、免疫调节及神经修复等作用。alpha;-MSH的抗炎作用主要是通过下调促炎因子(IL-1,IL-6,IL-2,IL-4,IL-13,TNF-alpha;)水平,抑制T淋巴细胞干扰素-gamma;(INF-gamma;)生成,减少树状突细胞的共刺激分子(CD86,CD40)及趋化因子ICAM-1的表达来完成的。alpha;-MSH可下调中性粒细胞IL-8受体,抑制IL-8引起的中性粒细胞及单核细胞趋化性;也可上调IL-10,在机体抗过敏免疫发生及治愈过程中显著增加,抑制iNOS和COX-2的表达,减少NO及前列腺素PG的生成,在抑制炎症反应中发挥重要作用。研究显示,alpha;-MSH主要通过抑制转录因子NF-kappa;B的激活发挥抗炎作用。NF-kappa;B在细胞增殖及免疫反应中起关键作用,控制各种炎症因子,MHC基因,一氧化氮合酶(NOS)基因及其他炎症基因表达。脂多糖(LPS)介导一系列炎性细胞因子,如TNF-alpha;、IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12等生成。在单核/巨噬细胞(如THP-1)中,alpha;-MSH可抑制LPS激动P38激酶,进而抑制NF-kappa;B激活;alpha;-MSH亦可抑制LPS诱导的IKK活性,抑制Ikappa;B-alpha;磷酸化,间接抑制NF-kappa;B活化;alpha;-MSH还可阻断NF-kappa;B依赖基因转录,这种阻碍作用主要通过增加细胞内cAMP水平完成。
alpha;-MSHC端酰胺化肽KPV(Lys-Pro-Val)即alpha;-MSH11-13(KPV),发挥着广泛抗炎作用,与alpha;-MSH完整肽链相比,其抗炎作用更强。早在1999年,IchiyamaT等建立小鼠急性脑炎模型中,KPV可以抑制IkB-alpha;降解,抑制NF-kB激活,减轻脑部炎症。KPV抑制IL-1beta;,对IL-1beta;所致炎症具有显著抑制作用,且有可能通过直接抑制IL-1发挥作用。
单核细胞/巨噬细胞是炎症反应中最重要的细胞。alpha;-MSH靶标炎症因子包括:IL-1beta;,IL-1alpha;,IL-2,IL-6,IFN-gamma;和TNF-alpha;,多数由巨噬细胞产生,可见alpha;-MSH以单核细胞/巨噬细胞为关键目标细胞。关于alpha;-MSH及其肽段结构改造亦产生了alpha;-MSH衍生物。(CKPV)2即是在KPV结构基础上,由半胱氨酸-半胱氨酸(Cys-Cys)连接的两个KPV二聚体,其结构式为(Ac-Cys-Lys-Pro-Val-NH2)2,分子量为970.25,已于2004年申请了国家发明专利(申请号:200480029884.8),比alpha;-MSH更稳定,表现出更强抗炎能力。
研究显示,(CKPV)2可以抑制LPS刺激中性粒细胞IL-8释放,抑制细胞趋化,抑制炎症因子IL-1beta;,TNF-alpha;,粘附因子ICAM-1释放。目前关于(CKPV)2的抗炎研究目前集中于中性粒细胞上,已证明其抑制中性粒细胞释放炎症因子,抗炎机制与cAMP相关。
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