張 虎,杜欣娜,張淑紅,朱金玲,李春明,趙 璐,胡新俊
(1.佳木斯大學基礎醫(yī)學院,黑龍江 佳木斯154007;2.佳木斯大學附屬第二醫(yī)院,黑龍江 佳木斯154002;3.佳木斯中心醫(yī)院,黑龍江 佳木斯154002)
干擾素(Interferon,IFN)主要是糖蛋白,功能多樣,具有免疫活性。干擾素在抗病毒、增強免疫力和治療腫瘤方面作用巨大。一直以來干擾素一直是生命科學領域的研究重點和熱點。但是在臨床上,干擾素的不足之處在于半衰期短,且容易產生副作用。尋找合適的干擾素誘導劑成為了當今研究的焦點[1]。本課題研究了新鮮香菇dsRNA對于小鼠肝臟細胞的干擾素-α的表達影響,初步探討其中的機制,為尋找合適的干擾素誘導劑提供前期基礎。
佳木斯大學動物中心提供小鼠30只,體重(20±4)g,隨機分為對照組和實驗組。新鮮香菇購買于佳木斯市大潤發(fā)超市。
1.2.1 DsRNA的提取和鑒定
[2,3],取新鮮香菇10g,液氮研磨,加入2倍體積的STE及酚/氯仿/異戊醇混合液抽提;2000rpm離心;取上清液,加入無水乙醇至終濃度的17%,注入預處理過的纖維素(CF-Ⅱ)柱中,最后用80mL含17%乙醇的1倍體積的STE液洗脫,再用不含乙醇的1倍體積的STE液洗脫;洗脫液用異丙醇、乙醇沉淀,真空抽干,得到dsRNA。
1.2.2 RT-PCR檢測干擾素-αmRNA的表達變化
1.2.2.1 動物處理
對照組小鼠不做任何處理,實驗組小鼠分為dsRNA注射0.5、5和50mg·kg-1三個組,12h后猝死所有小鼠,取肝臟,液氮保存,備用。
1.2.2.2 小鼠肝臟總RNA提取
TRIZOL法提取總RNA,操作步驟完全按照Invitrogen公司的說明書進行。
1.2.2.3 RT-PCR檢測干擾素-αmRNA的表達
① 反轉錄:依據試劑盒說明書20μL反應體系:
總RNA:2μg;10×反轉錄緩沖液:2μL;100mM dNTP:0.8μL;10×反轉錄隨機引物:2μL;50u/μL反轉錄酶:1μL;40u/μL RNA酶抑制劑:0.5μL;DEPC處理過的去離子水:補至20μL。
反轉錄條件:25℃10min,37℃120min,85℃5sec,反轉錄后的cDNA-20℃保存待用。
②PCR擴增:IFN-α引物序列:上游5'CTGTGCTTTCCTGATGGT 3',下游5'GAGTCTAGGAGGGTTGTATT 3',產物大?。?09bp;
GAPDH引物序列:
上游5’GGGTGATGCTGGTGCTGAGTATGT3’,
下游5’AAGAATGGGAGTTGCTGTTGAAGTC 3’,產物大?。?00bp。
PCR反應體系(20μL):cDNA:1μL;2×Mix液:10μL;F P:0.5μL;R P:0.5μL;無菌雙蒸水:補至20μL
PCR反應條件:
95℃5min,95℃30sec,56℃30sec,72℃50sec,28個循環(huán),72℃5min.
實驗所得數據采用SPSS18.0軟件進行t檢驗,計量資料以±s表示,P<0.05表示差異具顯著。
表1 不同組間干擾素-αmRNA表達變化(n=6,±s)
表1 不同組間干擾素-αmRNA表達變化(n=6,±s)
注:*P<0.01vs對照組;#P<0.01vs 0.5mg·kg-1;&P<0.01vs 5mg·kg-1
指 標 對照組 0.5mg·kg-1 5mg·kg-1 50mg·kg-1干擾素-αmRNA 0.34±0.05 0.56±0.08* 0.73±0.11*# 0.61±0.09*&
見表1。
1957年人們首次發(fā)現干擾素,生物學活性廣泛,具有廣譜的抗病毒、免疫調節(jié)和抗腫瘤作用,組成了機體防御的重要部分。IFN-α不能直接清除宿主病毒,而是通過抑制病毒復制來完成抗病毒作用,所以臨床上一旦停止使用干擾素,往往病情反復,甚至惡化。另外,干擾素容易產生副作用,長期使用對患者造成一定傷害。干擾素誘導劑巧妙的解決了這些問題,誘導劑促使機體本身產生干擾素,副作用不明顯[4,5]。
長雙鏈RNA(1ong double str anded RNA,dsRNA)具有較好的干擾素誘導活性。目前研究較多的是聚肌胞(Poly I:C),它是一種人工合成的dsRNA,其具有dsRNA的結構特性,在抗病毒和抗腫瘤的研究中應用較多。細胞膜的表面和胞漿內含有多種dsRNA的識別受體,dsRNA可以通過不同的細胞信號途徑來激活機體的非特異性免疫應答。這其中,比較最重要的是TLR3途徑和RNA解旋酶RIG-I/MDA5途徑[6,7]。本實驗提取新鮮香菇天然dsRNA,以不同濃度作用于小鼠,RT-PCR檢測了肝臟細胞內IFN-α的表達情況,結果顯示實驗組干擾素-αmRNA較對照組表達均顯著升高 (P<0.01,P<0.01,P<0.01),且濃度為5mg·kg-1dsRNA組干擾素-αmRNA的升高最顯著(P<0.01,P<0.01)。本實驗說明香菇天然dsRNA可以誘使小鼠肝細胞干擾素-αmRNA表達增加。dsRNA可以誘導干擾素生成這一發(fā)現為中藥抗病毒機制研究提供了一條新思路。中藥抗病毒作用機制往往不為西方醫(yī)藥界所認可,原因是中藥有效單體成分不明確。目前中藥抗病毒研究較多的成分是多糖。本研究提示dsRNA可能是中藥抗病毒的 又 一 有 效 成 分。2006 年,RNAi(RNA interference,RNAi)技術獲得了諾貝爾獎,小片段dsRNA可以與特定基因互補,特異性地降低或者關閉這基因表達。然而,同為dsRNA,卻可以一方面關閉基因的表達(RNAi),另一方面還可以誘導基因的表達(干擾素的生成),這似乎產生了一對“矛盾”,其中的機制未見有人闡述[1]。此外,天然dsRNA的來源、濃度、大小等對于哺乳動物不同組織、細胞的誘導作用的影響有待于進一步研究。天然長dsRNA如何進入細胞、細胞核以及如何誘導基因表達不是很明確,仍需要深入研究。
參考文獻:
[1]張虎,梁啟超,杜新娜,等.天然dsRNA誘導干擾素生成研究進展[J].黑龍江醫(yī)藥科學,2011,34(3):54
[2]張曉婷,吳祖建,林奇英,等.雙鏈RNA技術與植物病毒研究[J].云南農業(yè)大學學報,2005,20(4):455-458
[3]李東棟,牛建新,潘立忠.葡萄卷葉病病毒雙鏈RNA(dsRNA)提純分析研究[J].石河子大學學報(自然科學版),2000,4(3):205-210
[4]李毅,金一,孫倫泉,等.雙鏈RNA的免疫調節(jié)作用及聚肌胞抗病毒應用進展[J].中國生化藥物雜志,2011,32(4):335-338
[5]陳士俊.干擾素α的抗病毒作用機理[J].山東醫(yī)藥,1999,39(24):38
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[7]Sasai M,Shingai M,Funami K,et al.NAK-associated protein 1participates in both the TLR3and the cytoplasmic pathways in type I IFN induction[J].J Immunol,2006,177(12):8676-8683