mtDNA通过ZBP1诱导细胞泛凋亡放大肺泡巨噬细胞炎症反应

目的:初步探讨线粒体DNA(mtDNA)通过激活ZBP1诱导细胞泛凋亡放大肺泡巨噬细胞炎症反应的作用机制。方法:1、使用mtDNA试剂盒分离提取mtDNA,并采用琼脂糖凝胶电泳对提取的mtDNA进行纯度检测,使用Nanno Drop2000对mtDNA进行浓度检测。2、使用终浓度1μg/ml的LPS以及终浓度为0.5μg/ml的mtDNA处理肺泡巨噬细胞12h,收集细胞,用q RT-PCR技术检测细胞IL-1β、IL-18以及TNF-α的m RNA水平变化,同时收集细胞上清液,采用ELISA检测上清液中IL-1β以及IL-18的含量变化。实验分组:Control组、LPS组、mtDNA组以及LPS+mtDNA组。3、按照上述分组,分别使用CCK8对细胞活力进行检测;LDH试剂盒对细胞上清液中的LDH水平进行检测;Calcei确认细节n/PI染色对细胞死亡情况进行检测。4、取脓毒症肺损伤小鼠的肺组织进行单细胞测序,并使用生物信息学方法对泛凋亡关键基因进行评分。5、使用Western Blot对细胞焦亡通路的Caspase-1、GSDMD蛋白,坏死性凋亡通路的p MLKL、p RIPK3蛋白以及凋亡通路的Caspase-3蛋白进行检测。6、分别使用q RT-PCR技术以及Western Blot检测上述分组中ZBP1分子的m RNA及蛋白水平变化。7、使用小干扰RNA技术转染si RNA-ZBP1抑制肺泡巨噬细胞中ZBP1的表达;按照LPS+mtDNA、si RNA-NC+LPS+mtDNA、si RNA-1+LPS+mtDNA、si RNA-2+LPS+mtDNA的实验分组,使用ELISA检测各组上清液中IL-1β、IL-18的分泌情况;通过Calcein/PI染色对细胞死亡情况进行检测;用Western Blot对Caspase-1、GSDMD、p MLKL、p RIPK3、Caspase-3蛋白进行检测。结果:1、琼脂糖凝胶电Medullary AVM泳后能看到分子量约为16.5Kb的单一条带,即为mtDNA;2、与Control相比,LPS组、mtDNA组以及LPS+mtDNA组细胞上清液中IL-1β、IL-18以及LDH水平都增高,并且LPS+mtDNA组要高于LPS组、mtDNA组;与Control相比,LPS组、mtDNA组以及LPS+mtDNA组细胞活力下降,死亡细胞比例增高,且LPS+mtDNA组要比LPS组、mtDNA组变化更为明显;与Control相比,LPS组Caspase-1、GSDMD以及磷酸化的RIPK3和MLKL蛋白表达增高,mtDNA组Caspase-1、GSDMD以及Caspase-3蛋白表达增高,LPS+mtDNA组Caspase-1、GSDMD、Caspase-3、p RIPK3、p MLKL蛋白表达均有增加;3、抑制ZBP1后,与LPS+mtDNA组相比,si RNA-1+LPS+mtDNA组与si RNA-2+LPS+mtDNA组细胞上清液中IL-1β、IL-18的含量下降;与LPS+mtDNA组相比,si RNA-1+LPS+mtDNA组与si RNA-2+LPS+mtDNA组细胞死亡比例下降,Caspase-1、GSDMD、Caspase-3Compound 3抑制剂、p RIPK3、p MLKL蛋白表达水平均下降。结论:mtDNA可能通过ZBP1诱导细胞泛凋亡放大肺泡巨噬细胞炎症反应。