凝血酶抑制降低全身性LPS处理下脑部炎症标志物的表达

Thrombin Inhibition Reduces the Expression of Brain Inflammation Markers upon Systemic LPS Treatment.

作者信息Efrat Shavit Stein, Marina Ben Shimon, Avital Artan Furman, Valery Golderman, Joab Chapman, Nicola Maggio
PMID30018633
发布时间2018-06-19
DOI10.1155/2018/7692182

实验完整度

包含体内小鼠模型和体外N9细胞模型,通过qPCR、Western blot、荧光法检测,并进行了功能抑制实验验证机制。

主要模型

C57BL/6小鼠(8周龄雄性,LPS全身注射模型) N9小胶质细胞系 小鼠海马组织及分离的小胶质细胞

重点核对

LPS注射剂量1 mg/kg,腹腔注射,24小时后检测 NAPAP剂量0.75 mg/kg,腹腔注射,LPS后立即给予 海马中凝血酶活性测定(荧光法) mRNA和蛋白表达水平(qPCR和Western blot)

摘要

已知全身性炎症与脑部病理相关。在外周,疾病和感染时炎症与凝血系统同时被激活。这种公认的相互关系是否也适用于神经炎症和脑内凝血因子的表达仍是一个未解问题。我们的目的是研究在全身性炎症背景下,凝血与炎症因子之间的相互关系是否可能发生在大脑中。结果表明,全身性注射脂多糖(LPS)会上调脑内炎症和凝血因子的表达。通过荧光方法检测中枢凝血因子凝血酶的活性,发现全身性LPS注射后海马中显著升高(0.5±0.15 mU/mg对比对照的0.2±0.03 mU/mg)。通过Western blot和实时PCR检测海马、分离的小胶质细胞和N9小胶质细胞中的一组凝血因子和效应物(如凝血酶、FX、PAR1、EPCR和PC),发现这些因子受LPS调节。一个核心发现是,在体内海马和体外N9小胶质细胞系中,LPS诱导后FX表达水平显著增加(分别为5.5±0.6和2.3±0.1倍)。令人惊讶的是,在LPS注射后立即抑制凝血酶活性(通过特异性抑制剂NAPAP)可导致脑内炎症(TNFα、CXL9和CCL1;p<0.006)和凝血反应(FX和PAR1;p<0.004)均降低。我们相信这些结果可能具有深远的临床影响,因为它们可能表明在涉及神经炎症的神经系统疾病中,降低凝血活性可能改善疾病预后和存活率。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在全身性炎症背景下,神经炎症与脑内凝血因子表达之间是否存在相互关系?
核心机制
LPS诱导的全身炎症上调脑内炎症和凝血因子表达,而抑制凝血酶活性可下调这些因子的表达,表明脑内炎症与凝血系统存在相互作用。
主要证据
小鼠全身注射LPS后,海马中炎症因子(TNFα、CXL9等)和凝血因子(FX、PAR1)表达显著上调;使用凝血酶抑制剂NAPAP后,这些因子的表达显著下降。
研究意义
作者认为,在涉及神经炎症的神经系统疾病中,降低凝血活性可能改善疾病结局和存活率。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

全身LPS注射模型建立及脑组织采集

建立系统性炎症模型,观察LPS对脑内炎症和凝血因子表达的影响。

8周龄雄性C57BL/6小鼠腹腔注射LPS(1 mg/kg)或对照,24小时后处死取脑,分离海马。

2

海马中炎症和凝血相关基因及蛋白表达检测

评估LPS处理后海马中炎症和凝血因子的表达变化。

通过RT-qPCR检测TNFα等炎症因子和凝血因子(FX等)的mRNA水平;Western blot检测蛋白水平。

3

N9小胶质细胞体外LPS处理及表达检测

验证LPS对小胶质细胞炎症和凝血因子表达的直接影响。

N9细胞用LPS(0.1 μg/ml)处理24小时,收集细胞检测mRNA和蛋白表达。

4

海马中凝血酶活性测定

检测LPS处理后海马中凝血酶活性是否改变。

使用荧光底物Boc-Asp(OBzl)-ProArg-AMC测定海马组织中的凝血酶活性。

5

凝血酶抑制对LPS诱导的脑内炎症和凝血反应的影响

检验抑制凝血酶活性是否能降低LPS诱导的脑内炎症和凝血因子表达。

小鼠在LPS注射后立即给予NAPAP(0.75 mg/kg),24小时后检测海马中基因表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
脂多糖(大肠杆菌0111:B4)SigmaL4130
NAPAPSigma76308
TRIzol试剂Thermo Fisher15596026
Bio-Rad Aurum 试剂盒Bio-Rad Laboratories732-6820
高容量cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
Fast SYBR Green Master (ROX)Applied Biosystems--
StepOne™ 实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
兔抗FX抗体BiossBS-77622
凝血酶抗体BiossBS-19142
PAR1抗体BiossBS-0828R
EPCR抗体Novous BiologicalsNBP2-21578
蛋白C抗体Abbiotec251142
TNFα抗体--gtx-110520
抗HSC70抗体--sc-7298
Boc-Asp(OBzl)-ProArg-AMCBachemI-1560
PercollSigmap1644
FITC抗小鼠CD11b抗体BioLegend101205
APC抗小鼠CD45抗体BioLegend103111
Pacific blue抗小鼠Ly-6G抗体BioLegend127611
RNeasy Plus Micro试剂盒Qiagen74034

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
小鼠品系、周龄、性别;LPS剂量和给药方式;NAPAP剂量和给药方式;动物分组和数量
阅读提示:见Materials and Methods 2.1节
细胞培养
N9细胞培养条件;LPS处理浓度和时间;细胞接种密度
阅读提示:见Materials and Methods 2.2节
基因表达检测
RNA提取方法;逆转录和qPCR步骤;引物序列;参考基因
阅读提示:见Materials and Methods 2.3节及Table 1
蛋白表达检测
蛋白提取缓冲液;抗体信息及稀释度;上样量;检测方法
阅读提示:见Materials and Methods 2.4节
凝血酶活性测定
荧光底物;检测波长;组织处理;归一化方式
阅读提示:见Materials and Methods 2.5节
微胶质细胞分离
组织解离方法;Percoll梯度;抗体标记;门控策略
阅读提示:见Materials and Methods 2.6节