论文摘要
细菌内毒素(endotoxin)或称脂多糖(lipopolysaccharide,LPS),是所有革兰阴性细菌(G-)细胞壁外膜上的主要结构成分,是G-细菌主要的致病因子。临床上严重烧伤、创伤患者往往面临感染的威胁,甚至发展成为脓毒症或多器官功能衰竭。目前尚无有效拮抗LPS的药物应用于临床。已发现存在于生物体内的一些中和LPS活性成分具有潜在的药用开发价值,如鲎抗内毒素因子(limulus antilipopolysaccharide factor, LALF),LALF是从鲎蓝色血液中分离鉴定的一种具有抗菌及中和LPS作用的蛋白,我们在前期工作中以LALF为模板通过计算机模拟设计,应用固相化学合成得到了多条模拟肽,并进行了活性初筛,本研究将继续对其中3条环化肽XS10/REMP1/REMP2进行抗LPS及抗菌活性实验检测。第一部分、XS10/REMP1/REMP2体外中和内毒素及抗菌活性研究。方法:1. XS10 /REMP1 /REMP2直接中和LPS实验:以多黏菌素B(PMB)为对照,不同浓度模拟肽溶液分别与LPS工作标准品溶液直接混合反应,应用EDS-99细菌LPS测定系统,测定反应后溶液中LPS含量,计算中和率。2. XS10 /REMP1 /REMP2对LPS介导的小鼠RAW264.7细胞产生TNF-α的抑制作用:以PMB为对照,将PMB及各模拟肽梯度浓度溶液和LPS溶液同时加入细胞培养液中,孵育一定时间后用ELISA试剂盒检测细胞上清液内的TNF-α含量。3. XS10 /REMP1 /REMP2最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)测定:采用琼脂稀释法,对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等标准菌株及临床分离菌株进行MIC测定。4. REMP1 /REMP2对E.coli ATCC 25922形态的影响:分别将一定浓度的REMP1和REMP2加入大肠杆菌标准菌株E.coli ATCC 25922培养液中,作用一定时间后,透射电镜下观察E.coli ATCC 25922的形态学变化。5. XS10 /REMP1 /REMP2细胞毒性实验:采用MTT实验测定。结果:1. XS10 /REMP1 /REMP2均有不同程度的直接中和LPS的作用.并且随浓度升高而增强,中和能力从强到弱依次为REMP2 >REMP1> XS10,以REMP2最强,在0.01~100μM浓度下对1.0EU/ml的LPS中和率分别为:(5.66±2.08)%~(88.66±5.03)%,接近PMB中和能力。2. XS10 /REMP1 /REMP2在10μM、20μM、40μM、80μM浓度下,均能不同程度抑制LPS介导的TNF-α产生,与阳性对照组比较P<0.05,且随着浓度增高,TNF-α的分泌量逐渐减少。呈现出显著的浓度梯度效应。3.三种模拟肽均表现出一定的抗菌活性,对各种细菌的MIC为16~256μg/ml,抑菌活性从强到弱分别为REMP1 > REMP2 > XS10, REMP1和REMP2还对属于革兰阳性细菌的金黄色葡萄球菌表现出一定的抑菌活性。4.电镜下REMP1或REMP2作用后大肠杆菌内外膜变模糊、毛糙,菌体肿胀,胞质空泡变性,有的菌体裂解破碎。5. XS10 /REMP1 /REMP2三种模拟肽对RAW264.7细胞无毒性作用。第二部分XS10 / REMP1 / REMP2体内抗内毒素活性研究方法:1. D-氨基半乳糖(D-Gal)致敏昆明小鼠LPS休克模型的建立:不同剂量的D-Gal和LPS先后1h腹腔注射于昆明小鼠,找出LD100的最佳剂量组合。2. XS10 /REMP1 /REMP2对LPS休克小鼠保护的剂量效应:复制昆明小鼠LPS休克模型,观察三种模拟肽在0.5mg/kg、1.0mg/kg、2.0mg/kg剂量下与LPS同时注射时对小鼠的保护率。3.不同时间注射REMP2对LPS休克小鼠的保护效应:观察LPS攻击前1h和LPS攻击后1h注射REMP2(2.0mg/kg)对LPS休克小鼠的保护率。4. XS10 / REMP1 / REMP2对LPS休克小鼠血清TNF-α的影响:用ELISA法检测模拟肽作用后LPS休克小鼠血清TNF-α的变化。5. REMP1、REMP2对LPS休克小鼠重要脏器的病理学影响:REMP1、REMP2与LPS同时注射于D-Gal致敏小鼠后5h,取小鼠心脏、肺脏、肝脏、小肠、肾脏常规病理学检查。结果:1.预先注射D-Gal可使昆明小鼠对LPS敏感性极大增强,D-Gal 500mg/kg + LPS 250μg /kg组及D-Gal 600mg/kg + LPS 50μg/kg组小鼠72h内死亡率达100%。模型复制采用D-Gal 600mg/kg + LPS 50μg/kg剂量组合。2. 0.5、1.0、2.0mg/kg三种剂量下,XS10、REMP1、REMP2对LPS休克小鼠均有一定保护作用,REMP2保护作用最强,保护率依次为30%、60%和90%,与PMB比较P>0.05。3. LPS攻击前1h和攻击后1h注射REMP2对LPS休克小鼠的保护率分别为30%和50%,保护效果均低于同时注射组。4. LPS攻击后75分钟TNF-α升高至6365±2087 pg/ml,PMB及模拟肽作用组TNF-α水平降低,REMP1和REMP2组分别为3811±1236 pg/ml和905±264 pg/ml,与LPS组比较P<0.05,REMP2组与PMB组比较P>0.05。5. D-Gal组除肝脏有轻微病理改变外,其余脏器无病理改变,LPS组小鼠各脏器均出现炎症性病理改变,尤以肺脏和肝脏明显,REMP1和REMP2组各脏器病变程度减轻。结论1.环状鲎抗内毒素因子模拟肽XS10、REMP1、REMP2在溶液内可以直接中和LPS,使溶液内所能检测到的LPS减少。2.XS10、REMP1、REMP2对LPS刺激下小鼠RAW264.7细胞所产生的炎症介质TNF-α有抑制作用。3.XS10、REMP1、REMP2对临床常见的革兰阴性杆菌具有一定杀菌作用,而且还对金黄色葡萄球菌(革兰阳性菌)有一定抑制作用。4.MTT实验表明XS10、REMP1、REMP2没有细胞毒性。5.XS10、REMP1、REMP2可以降低LPS休克小鼠的死亡率。6.XS10、REMP1、REMP2能够降低LPS休克小鼠血清TNF-α水平。7.REMP1、REMP2可以减轻LPS休克小鼠心脏、肺脏、肝脏、肾脏、小肠的炎性病理变化。8.三种模拟肽各自在体外和体内的抗LPS及抗菌活性表现一致,抗LPS活性从强到弱依次为REMP2 >REMP1 > XS10,抗菌活性从强到弱依次为REMP1 > REMP2 > XS10。9.模拟肽REMP2体内外的抗LPS活性与PMB相当,并且无细胞毒性,具有潜在的药用开发价值。
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