当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华现代临床医学杂志》 > 2004年第4B期
编号:10444915
豚鼠哮喘模型和哮喘患者气管上皮细胞内皮素-1和内皮素转化酶mRNA表达
http://www.100md.com 《中华现代临床医学杂志》 2004年第4B期
     【摘要】 目的 通过逆转录-DNA聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测豚鼠哮喘模型气管上皮内皮素-1(ET-1)mRˉNA表达,检测哮喘患者气管上皮内皮素-1(ET-1)和内皮素转换酶(ECE)mRNA表达。方法 (1)动物实验部分:Hartley株豚鼠用卵蛋白腹腔注射致敏,雾化吸入激发,提取气管上皮细胞RNA,逆转录将RNA逆转为cDNA,PCR扩增DNA。(2)临床实验部分:设对照组和哮喘组。一步法提取总RNA,逆转录合成cDNA,PCR扩增β-actin片段、ET-1片段和ECE片段。PCR产物的鉴定和半定量。计算ET-1/β-actin值和ECE/β-actin值。结果 (1)动物模型检测:在电泳缓冲液内,紫外灯下可见ET-1为333bp左右条带,与标记DNA条带相对应。(2)临床实验:哮喘组ET-1mRNA表达量明显高于对照组(P<0.05)。哮喘组ECEmRNA表达量与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。结论 RT-PCR技术检测出卵蛋白致敏激发的豚鼠气管上皮细胞ET-1mRNA表达。哮喘患者支气管粘膜ET-1mRNA表达明显增高,而ECEmRNA表达量与对照组比较差异无显著性。
, 百拇医药
    关键词 RT-聚合酶链反应 内皮素-1 内皮素转换酶

    【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-7587(2004)04-0481-03

    The mRNA expressions of endothelin-1and endothelin converting

    enzyme in tracheal epithelium cell from guinea pig

    asthma model and asthmatic patient

    He Xiang,Liang Yongjie,Wang Shu,et al.

    Dept.of Respiratory Disease,Affiliated Orient Hospital,Tongji University,Shanghai200120.
, http://www.100md.com
    【Abstract】 Objective To detect the mRNA expressions of endothelin-1in tracheal epithelium cell from guinea pig asthma model by reverse transcriptional polymerase chain reaction,to detect the mRNA expressions of enˉdotheline-1and endothelin converting enzyme in tracheal epithelium cell from asthma patient.Methods (1)Animal experiment department:sensitize the guinea pig by inject ovi-protein into the abdominal cavity,excitation by aspirate the ovi-protein solutions,extract RNA from tracheal epithelium cell,reverse transcribe the RNA to cDNA,amplify DNA by polymerase chain reaction.(2)Clinical department:laying the asthema group and the control group,extract RNA from tracheal epithelium cell,reverse transcribe the RNA to cDNA,amplifyβ-actin、ET-1and ECE fragment by polymerase chain reaction.evaluate and semi-quantify the PCR product,calculate ET-1/β-actin and ECE/β-actin.Results (1)Animal experiment:we can see the ET-1is about a333bp strap in the electrophoresis solution under the infrared lamp,correspond with the marking strap.(2)Clinical department:The mRNA expressions of enˉdothelin-1of the asthema group is great high than the control group(P<0.05),the difference of mRNA expressions of ECE is not significant at two groups(P>0.05).Conclusion It can detect the mRNA expressions of endothelin-l in tracheal epithelium cell from guinea pig asthma model by reverse transcriptional polymerasechain reaction.The mRNA expressions of endothelin-1of the asthema group is great high than the control group,The differece of mRNA expressions of ECE isnot significant at two groups.
, http://www.100md.com
    Key words reverse transcriptional-polymerase reaction endothelin-1 endothelin converting enzyme

    内皮素-1(ET-1)是至今所发现的最强烈的支气管平滑肌收缩物质之一,并有促进成纤维细胞和平滑肌细胞增殖,以及促进粘膜下腺体分泌的作用 [1] 。研究发现ET-1参与哮喘的发病和发展 [2,3] ,哮喘患者和动物模型的血浆 [4] 或气管上皮ET-1水平明显增高 [5] 。研究豚鼠哮喘模型气管上皮细胞ET-1mRNA表达的测定方法有助于进一步阐明支气管哮喘的发病机制,迄今尚未见有关报道。本实验通过逆转录-DNA聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测豚鼠哮喘模型气管上皮ET-1水平 [6] ,现报告如下。

    1 对象与方法
, 百拇医药
    1.1 动物实验部分 (1)对象:健康Hartley株豚鼠(复旦大学医学院动物房提供)共16只,体重200~250g,雌雄不拘。(2)主要仪器设备和试剂:DNA TRERMAL CYCLER480型自动PCR仪(PERKIN ELMER CETUS),CSD-L型超静台(上海净化设备厂),DY-A型电泳仪(上海生化工程研究所基巴斯公司),BF-300紫外线检测仪(四星公司),ALARM-1000型高速低温离心机(计田公司),37型雾化吸入器(ARI公司),扩增引物、逆转录酶、Taq酶及有关试剂购于上海试剂厂、上海基因公司、上海基康公司。(3)方法:①动物模型的建立:用10%卵蛋白溶液按100mg/kg,约0.2~0.25ml,对豚鼠行腹腔内注射致敏,2周后用1%卵蛋白溶液3ml雾化吸入,每次1min,每天1次共3次,激发豚鼠。②提取气管上皮细胞RNA:脱颈椎处死豚鼠,75%乙醇颈部皮肤消毒,剪开并固定皮肤,取出气管,刮净气管外膜,用生理盐水冲洗,置消毒平皿,携入超静台,剪开气管,加Trizol [8] 液1ml,用Tip头刮取气管上皮,并吹打至无团块,移入1.5ml EP管中,室温放5min,加0.3ml氯仿,用力晃摇1min,室温放3min,低温离心12000r/min×15min,将无机相移入新EP管中,加0.5ml异丙醇,室温放5min,低温离心12000r/min×20min,去上清液,加1ml75%乙醇洗管,加1ml100%乙醇,放入冰箱-70℃保存。③逆转录将RNA逆转为cDNA:将保存RNA的EP管低温离心10000r/min×10min;去上清液,加20μl DEPC水置于冰上,吸取4μg RNA液,加DEPC水稀释至12μl;加1μl Randon Prine,置70℃水浴×10min;加RT mix:Buffer5μl、dNTP2.5μl、M DTT2.5μl、RNase inhibitor1μl、M-MLV RTase1μl,置40℃水浴×1h,置95℃水浴×5min;加GOOD WATER35μl至60μl:-20℃保存。(4)聚合酶链反应(PCR)扩增DNA [7] :取cDNA液5μl、GOOD WATER35μl、Buffer5μl、Mgcl 2 2μl、引物各1μl、dNTP0.5μl、Taq酶0.5μl;94℃水浴×2min→(94℃水浴×1min→63℃水浴×2min→72℃水浴×2min,共5个循环)→(94℃水浴×1min→60℃水浴×1min→72℃水浴×1min,共30个循环)→72℃水浴×7min。
, http://www.100md.com
    1.2 临床实验部分

    1.2.1 对象 对照组10例,平均年龄(41±9)岁;哮喘组10例,平均年龄(38±7)岁,实验前3个月未应用糖皮质激素治疗。两组均为男性。

    1.2.2 方法 (1)在电子纤维支气管镜直视下,钳取右中间支气管粘膜活组织3~5块。(2)根据一步法提取总RNA。(3)逆转录合成cDNA:取总RNA约1~5μg,用逆转录试剂盒(上海基因公司)合成cDNA。(4)PCR扩增cDNA:由上海生化工程公司合成以下引物:①肌动蛋白(β-actin):上游:5′ATGTGGCACCACACCTTCTACATGAGCTGCG3′下游:5′CGTCATACTCCTGCTTGCTGATCCACATCTGC3′用此对引物扩增出838bp的β-actin片段。②ET-1引物:上游:5′AACˉCATGGATTATTTGTCCATG3′下游:5′AGTGTTGACCˉCAAATGATGTCC3′用此对引物扩增出230bp的ET-1片段。③ECE引物:上游:5′AGCGTGAGCGAGGCAGAGAG3′,下游:5′GGGGTAGAAGATGGTGTTGA3′,用此对引物扩增出567bp的ECE片段。④PCR反应条件:ET-1:92℃1min→42℃2min→72℃3min,共35循环。加强延伸:72℃10min。ECE:94℃1min→59℃2min→72℃1min,共35循环。加强延伸:72℃7min。(5)PCR产物的鉴定和半定量:反应完成后,取1~5μl PCR反应液进行2%琼脂糖凝胶电泳,在紫外灯下观察,可见ET-1为230bp条带、ECE为567bp条带、β-actin为838bp条带。在紫外凝胶图像分析仪上进行荧光度测定,计算ET-1/β-actin值和ECE/β-actin值。
, 百拇医药
    1.3 统计学方法 两组实验结果以平均数±标准差表示,组间显著性差异检验采用配对t检验。

    2 结果

    2.1 动物模型检测结果 在2%琼脂糖内加入0.5μg/ml的溴化乙锭(EB),在加样孔内加入待测DNA与标记DNA,放入电泳仪,在电泳缓冲液内,电压80mV下电泳20~30min,放在紫外灯下观察,可见ET-1为333bp左右条带,与标记DNA条带相对应 [9]

    2.2 临床实验结果 两组均有ET-1和ECEmRNA的表达。哮喘组ET-1mRNA表达量(ET-1/β-actin值为0.81±0.04)明显高于对照组(0.11±0.02),P<0.05。哮喘组ECEmRNA表达量(ECE/β-actin值为0.33±0.25)与对照组(0.32±0.12)比较差异无显著性,P>0.05。见表

, 百拇医药     1。

    表1 哮喘组ET-1和ECE mRNA的表达 (略)

    3 讨论

    聚合酶链反应(PCR)是20世纪80年代发展起来的一种体外核素扩增系统,它是在模板DNA、引物和四种脱氧核苷酸等存在下,DNA聚合酶依赖的酶促合成反应,30个循环后扩增量为10 9 个拷贝。扩增的特异性取决于引物与模板DNA的特异结合。以前运用分子克隆法,费时、费力。PCR具有快速、灵敏、操作简便等特点。本研究方法是利用RT-PCR技术,将细胞内RNA抽提后,逆转录为cDNA,然后利用特异性引物来扩增,以达到检测的目的。

    我们先前动物实验表明,ET受体拮抗剂BOSENTAN能抑制豚鼠等CO 2 过度通气所导致的支气管痉挛 [10] 。对于哮喘患者和豚鼠哮喘模型气管上皮细胞ET-1mRNA表达的研究有助于进一步阐明支气管哮喘的发病机制和有关药物的治疗机理。有关豚鼠气管上皮ET-1mRNA表达迄今在国内外尚未见有关报道。本研究表明RT-PCR技术可检测出卵蛋白致敏激发的豚鼠气管上皮细胞内皮素-1mRNA表达。在动物实验掌握内皮素-1mRNA表达的检测原理和技术后,我们进行临床实验,应用纤维支气管镜气管粘膜活检比较对照组与哮喘患者气管上皮细胞ET-1mRNA表达和ECE mRNA表达,研究结果提示哮喘患者支气管粘膜ET-1mRNA表达明显增高。我们临床资料表明,哮喘患者在运动激发后,气道粘性阻力增高的同时,血浆中内皮素水平增高 [11,12] 。根据上述研究结果推测,哮喘患者血浆中ET水平增高可能是ET-1mRNA表达上调的结果。
, 百拇医药
    内皮素转换酶(ECE)是ET合成过程中的关键酶。ECE在哮喘患者气道上皮的基因表达鲜见报道。在动物生理学研究中,我们观察内皮素转换酶抑制剂对Phosphoramidon(N-[α-鼠李糖吡喃糖基氢氧化氧磷基]-1-亮氨酸-L-色氨酸)对豚鼠等CO 2 过度通气后肺阻力(R L )和动态肺顺应性(C dyn )的影响,结果提示Phosphoramidon作为ECE抑制剂可通过减少内皮素的转换,抑制过度通气诱发的气道痉挛 [13] 。本研究证明ECE在对照组和哮喘组均有基因表达,但差异无显著性。ECE mRNA表达无明显变化可能与ET-1增高反馈抑制ECE mRNA表达有关。本实验在分子水平上为进一步研究支气管哮喘发病机制和有关药物的治疗机理提供了一种新的指标。应用包括糖皮质类固醇在内的各种制剂抑制ET-1和ECE基因表达,可能为预防和治疗支气管哮喘的重要途径。

    参考文献

, http://www.100md.com     1 Yanagisawa M,Kurihara H,Kimura G,et al.A novel potent vasoconˉstrictor peptide produced by vascular endothelial cells.Nature,1988,332:411-415.

    2 Vittori E,Marini M.Increased expression of endothelin in bronchial epˉithelial cells of asthmatic patients and effect of corticosteroids.Am Rev Respir Dis,1992,146:1320-1325.

    3 Goldie RG,Henry PJ,Knott PG,et al.Endothelin-1receptor density,distribution,and function in human isolated asthmatic airways.Am J Respir Crit Care Med,1995,152:1653-1658.
, http://www.100md.com
    4 Kraft M,Beam WR,Wenzel SE,et al.Blood and bronchoalveolar lavage endthelin-1levels in nocturnal asthma.Am J Respir Crit Care Med,1994,149:947-952.

    5 Springall DR,Howarth PH,Counihan H,et al.Endothelin immunoreacˉtivity of airway epithelium in asthmatic patients.Lancet,1991,23:697-701.

    6 J,Xu N.S.Zhong.The interaction of tumour necrosis factor alpha and endothelin-1in pathogenetic models of asthma.Clinical and Experiˉmental Allergy,1997,27,568-573.
, 百拇医药
    7 林万明.PCR技术操作和应用指南.北京:人民军医出版社,1998,6-14.

    8 何卫国,徐军,钟南山.吸入糖皮质激素对哮喘内皮素和内皮素转换酶mRNA表达的影响.中华结核和呼吸杂志,1998,21(6):336-339.

    9 姜泊,张亚历,周殿元.分子生物学常用实验方法.北京:人民军医出版社,1998,58,115.

    10 Liang YJ,Cai YY.Effects of endothelin antagonist,bosentan,on the bronchoconstriction elicited by isocapnic hyperpnea in guinea pigs.Chinese Medical Journal1999,112:37.

    11 梁永杰,蔡映云.哮喘与血浆内皮素浓度相关性分析.中华结核和呼吸杂志,2002,25(7):350.

    12 梁永杰,蔡映云.脉冲震荡法测定呼吸阻抗评估哮喘患者运动反应.中华物理医学与康复杂志,2000,22(6):355-358.

    13 梁永杰,蔡映云.CO 2 过度通气豚鼠哮喘模型发病机制的研究.中华结核和呼吸杂志,1999,22:253-254.

    作者单位:200120上海同济大学附属东方医院呼吸科

    (收稿日期:2003-12-09)

    (编辑 曲全), 百拇医药