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GPR109A對CLP小鼠腸道上皮屏障調控的醫學作用機制

發布時間:2019-03-01 23:01 論文編輯:lgg 價格: 所屬欄目:醫學論文 關鍵詞: 小鼠腸道屏障調控作用機制

本文是一篇醫學論文,醫學,是通過科學或技術的手段處理生命的各種疾病或病變的一種學科,促進病患恢複健康的一種專業。它是生物學的應用學科,分基礎醫學、臨床醫學。

本文是一篇醫學論文,醫學,是通過科學或技術的手段處理生命的各種疾病或病變的一種學科,促進病患恢複健康的一種專業。它是生物學的應用學科,分基礎醫學、臨床醫學。從生理解剖、分子遺傳、生化物理等層面來處理人體疾病的高級科學。(以上内容來自百度百科)今天為大家推薦一篇醫學論文,供大家參考。
 
前 言
 
腸道不僅是機體吸收營養物質的主要場所,也是抵禦腸腔細菌和内毒素等有害物質侵入機體的重要防線。腸黏膜機械性屏障主要由腸道上皮細胞和相鄰細胞間的緊密連接構成,其主要連接方式有緊密連接、黏附連接和橋粒連接,其中緊密連接和黏附連接在維持腸道屏障功能中發揮關鍵作用。緊密連接位于腸道上皮細胞膜的臨側邊緣和頂端,形成了細胞旁路途經的第一道防線。在正常生理情況下,腸道上皮細胞間的緊密連接和黏附連接是完整的、動态平衡穩定的,能發揮有效的屏障作用。但在受到外界刺激或損害下,腸道上皮細胞正常形态變異、排列紊亂,上皮細胞間的有效連接受到破壞,導緻腸道上皮細胞間距離增大,腸道屏障通透性增加,引起并加重腸道炎症反應,造成腸道組織病理損傷,進而引起腸道細菌及内毒素的移位并誘發全身感染,嚴重時可導緻敗血症的發生。敗血症的發病率以及死亡率較高,僅在美國一個國家,每年就有 100 萬人患病,并有 20 萬患者死亡,是引起重症監護室(intensivecareunit,ICU)患者死亡的主要疾病之一。敗血症并非一種單一疾病,而是一種系統綜合症。通常是由于細菌,病毒和真菌的感染所緻,但無菌組織損傷,包括胰腺炎、缺血再灌注損傷以及癌症等同樣能引起敗血症的發生。當前免疫學知識還不能對敗血症中細胞功能紊亂,器官衰竭以及死亡進行解釋,目前的内科治療和外科手術同樣不能有效治療敗血症患者。現代研究表明,腸道在敗血症的發生中扮演重要角色,被認為是系統性炎症反應的發動機,而腸道又是敗血症中主要發病器官之一。Zhang 等認為,腸道屏障的破壞在全身炎症反應綜合征(systemic inflammatory responsesyndrome, SIRS)-膿毒症-多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunctionsyndrome, MODS)連續發生發展中具有至關重要的作用。因此腸道屏障的保護是預防和治療敗血症的關鍵。
GPR109A 屬于 Gi 蛋白煙酸受體家族,介導煙酸的抗脂解作用。自 GPR109A被發現以來引就起了人們的廣泛關注。Cho 等研究表明,GPR109A 能夠抑制動脈硬化、肥胖、糖尿病和腎炎等多種疾病中的炎症反應。GPR109A 通過抑制炎性因子分泌、低密度脂蛋白攝入和化學趨化作用來抑制巨噬細胞的促炎功能。Digby 等研究發現,煙酸激活人單核細胞中的 GPR109A 從而起到抗炎功能。實驗室前期結果發現,BHBA 激活 GPR109A 後,通過抑制 NF-κBp65 信号通路來抑制 LPS 誘導的小膠質細胞促炎因子 TNF-α、IL-6 和 IL-1β 的分泌,以及炎性蛋白酶 COX-2 和 iNOS 的合成。同時,有研究表明,GPR109A 被認為介導了菌群代謝物的作用,在抑制結腸炎,維持腸道屏障的完整性中發揮着重要的作用。Christian Jobin 等認為腸道菌群能夠發酵食物中的粗纖維分泌丁酸物質,而丁酸激活位于腸上皮細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞的 GPR109A,從而将腸道菌群與機體健康緊密聯系起來。但是 GPR109A 與腸道菌群的具體聯系是否單一,是否存在相互作用的關系,尚未見報道。鑒于上述,本實驗利用CLP手術來建立以C57BL/6為背景的WT和GPR109A-/-小鼠敗血症模型,通過熒光定量、組織免疫熒光、16SrRNA 測序等技術,來研究 GPR109A 是否能夠維持敗血症模型中腸道上皮的完整性,抑制腸道炎症,同時研究 GPR109A 與腸道菌群之間的具體聯系,明确腸道菌群在敗血症中的作用,以期為敗血症的緩解和治療提供理論依據。
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第一篇 文獻綜述
 
第一章 敗血症與腸道屏障
1.1 敗血症的概念
敗血症(Sepsis)一詞來源于古希臘語,意思是腐爛、腐敗、腐朽。Galen 和Celsus 将敗血症描述為,發炎、毛細血管擴張、發熱、毛細血管通透性增加、器官功能障礙[1]。現代理論認為,敗血症是指人類對微生物入侵的反應。2016 年第三次北美學術會議一緻認為敗血症是一種系統綜合症,通常是由于細菌,病毒和真菌的感染導緻的 SIRS,包括發熱、白細胞升高或降低、血管阻力降低導緻的低血壓(膿毒性休克,sepsis-3)、器官衰竭(重症膿毒症,severesepsis)和死亡[1-3]。敗血症定義的模糊和無效的臨床策略導緻了敗血症發病率和死亡率的差異[4]。現代理論重新對敗血症和 sepsis-3 進行了定義,指出了以前過分關注 SIRS 和炎症的局限性[5],廢除 SIRS 标準。同時會議報告揭露了一種誤導,敗血症并不總是沿着 SIRS-重症敗血症-sepsis-3 這種線性關系發展,而是屬于并列交叉關系。敗血症被重新定義為,生命受到威脅的器官功能障礙,是由宿主對感染的應答調節障礙所引起。器官功能障礙被重新定義為連續的器官功能障礙評估(sequentialorganfailureassessment,SOFA),且必須滿足或超過以下兩項标準(真實死亡率超過 10%),包括 PaO2/FiO2比降低、血小闆濃度降低、格拉斯哥評分降低、膽紅素升高、肌酸酐升高、排尿量變少以及血壓過低或過高[6]。Sepsis-3 現在被認為包含于敗血症範疇,細胞和代謝異常比敗血症本身更能引起死亡,在臨床上平均動脈壓達到或超過 65 mmHg,或者血清乳酸濃度超過 2mmol/L 才會被稱為 sepsis-3(真實死亡率超過 40%)。為了快速識别敗血症,qSOFA 被應用,并且規定必須滿足以下至少兩個條件才能被确認為是敗血症:呼吸率達到或超過 22 次/min,精神狀态不佳,收縮壓降到 100mmHg 或更低[6]。
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1.2 敗血症的臨床特點
敗血症的發病率以及死亡率較高,僅在美國一個國家,每年就有 100 萬人患敗血症,并引起 20 萬患者死亡[7, 8]。臨床知識的不斷豐富,免疫、病理、生理學知識的不斷更新,整體提升了敗血症的存活率,然而長期患有敗血症的病人的死亡率依舊是 40%-80%[9]。随着抗生素療法,輔助呼吸設備,心髒複蘇設備,血糖維持等治療措施不斷進步,敗血症患者病情有所改善,然而,敗血症依舊是引起ICU 患者死亡的頭号殺手[10]。種族和地理位置,甚至健康狀況都不是患上敗血症的主要原因,結合多組數據還是不能解釋患者的存活或者死亡[7]。美國每年就敗血症相關的醫療費用就高達 170 億美元[11],考慮到老齡化人口越來越多,生理虛弱,免疫衰老[12],未來 20 年内由敗血症引起的死亡數還會持續增加[13]。研究人員提出了多種假說來對敗血症進行解釋,包括受損的細胞代謝、組織氧化、心肌抑制[7],持久的、複雜的免疫與炎症反應的互相影響廣泛被人們所接受[14],然而通過阻斷 IL-1β 和 TNF-α 來抑制炎症反應後依然不能降低患者的死亡率[15]。在過去的 20 年裡,臨床治療策略的不斷改進,使更多的敗血症和器官功能紊亂的病人存活了下來[16],但仍會長期伴有免疫功能障礙、免疫抑制[17]、持續炎症以及新陳代謝異常等症狀[18]。
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第二章 GPR109A 與腸道菌群的關系......41
2.1 材料與方法 .........42
2.2 結果............45
2.3 讨論............50
2.4 小結............52
第三章 腸道菌群對 CLP 敗血症小鼠模型的影響......53
3.1 材料與方法 .........54
3.2 結果............56
3.3 讨論............65
3.4 小結............66
 
第三章 腸道菌群對 CLP 小鼠的影響
 
人類腸道微生物是一個非常複雜的生态系統,主要是細菌,還包括真菌,寄生蟲,病毒和古生菌[251]。拟杆菌門和厚壁菌門在腸道菌中占有絕對優勢,占比超過 90%,其餘可分為 4 類,放線菌門、梭杆菌門、變形菌門和疣微菌門。腸道菌群在門分類中數量較少,但是在種分類中非常豐富[252]。每個個體都有自己特有的菌群群落,且不是長期固定不變的,環境因素能影響菌的相對豐度,但不會使這些永久定殖的菌消失[253, 254]。腸道微生物在宿主代謝過程中扮演重要角色,有利于黏膜和系統免疫的發育和成熟[55],同時共生菌通過競争在腸道内的生存空間來間接影響阻礙病原菌在腸道内的定殖,且可以直接降低涉及病原菌毒力因子的基因表達[255, 256],對于維持宿主腸道穩态必不可少。腸道免疫系統的發育和成熟依賴于腸道微生物,腸道微生物同時在調節腸道免疫系統活化中扮演重要角色[257]。例如 T 調節細胞的缺乏将導緻對腸道微生物抗原以及腸道炎症産生過度的适應性免疫反應[258, 259]。同時,腸道菌通過控制促炎和抑炎 T 細胞的數量來調控宿主全身免疫應答[260-262]。T 細胞增殖平衡受微生物群和它們的代謝物影響,T 細胞區域的擴張有助于自身免疫疾病的發生[263, 264]。近些年來,人們一直緻力于研究宿主與腸道菌群的相互作用關系,其目的就是為了逐漸了解幾種複雜疾病的發病原因[265]。增強宿主與腸道微生物相互作用的理解有助于疾病的診斷,治療和預防[266]。研究表明,在IBD患者中腸道菌的組成以及代謝能力都将改變[267-270]。現代高通量技術的運用更加證明了此觀點,炎性腸疾病源于腸道菌群與黏膜免疫系統相互作用的改變,那麼調節腸道菌群結構就有可能治療炎性腸疾病。現代醫學就在嘗試用健康人的糞便菌群來治療患者炎性腸疾病,同時出現菌苗片劑來調節腸道菌群結構來治療腸道疾病。本實驗第二章部分證實,GPR109A能夠調節小鼠腸道菌群,且發現CLP手術後腸道菌群組成發生劇烈變化。那麼腸道菌群在CLP誘導的敗血症中發揮了什麼樣的作用,是加重還是能緩解CLP誘導的敗血症症狀值得我們探究。參照腸道菌群與IBD的關系,能否通過菌群移植來緩解CLP誘導的敗血症也值得我們探究。本章實驗即探讨腸道菌群在CLP誘導的敗血症中的作用,為敗血症的緩解或治療提供理論依據。