如何用人工氣候培養(yǎng)箱制備重癥中暑小鼠模型
重癥中暑(severe heat stroke)是一種危及生命的熱致性疾病,可繼發(fā)全身炎癥反應(yīng),導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征,具有高病死率和高致殘率的特點。腸屏障是抵抗病原微生物的第一道屏障,重癥中暑繼發(fā)的腸黏膜損傷破壞了腸屏障功能,是驅(qū)動內(nèi)毒素血癥、全身炎癥反應(yīng)及多器官功能障礙綜合征發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素。然而,重癥中暑導(dǎo)致腸黏膜損傷的分子機制仍未明確。當各種應(yīng)激因素破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)誘導(dǎo)未折疊或錯誤折疊蛋白累積時,可誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的初衷是恢復(fù)細胞穩(wěn)態(tài),若損傷過重導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過于強烈或持久則可激活細胞死亡途徑。腸黏膜上皮具有豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu),處理內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的能力是決定腸道保持穩(wěn)態(tài)抑或是發(fā)生病變的重要因素。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與了炎癥性腸病、腸道腫瘤等疾病的發(fā)生發(fā)展過程。NOD樣受體蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)是NOD樣受體家族的重要成員,與接頭蛋白和效應(yīng)分子結(jié)合形成炎癥小體參與宿主的免疫應(yīng)答和多種疾病的病理生理過程。新近研究表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激能激活NLRP3炎癥小體介導(dǎo)炎癥反應(yīng),而炎癥反應(yīng)是重癥中暑繼發(fā)組織損傷的重要病理改變。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和NLRP3炎癥小體活化是否參與了重癥中暑導(dǎo)致的腸黏膜損傷目前鮮見報道。4-苯基丁酸(4-phenylbutyric acid,4-PBA)作為一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制劑,可穩(wěn)定肽鏈結(jié)構(gòu),加強內(nèi)質(zhì)網(wǎng)折疊能力并清除錯誤折疊蛋白。4-PBA現(xiàn)已用于臨床治療尿素循環(huán)障礙和鐮狀細胞病,并在多種疾病尤其是炎癥性疾病的治療中顯示出潛在的應(yīng)用前景。在膿毒癥休克大鼠模型中,4-PBA通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)、細胞凋亡和氧化應(yīng)激,保護重要臟器的功能。還有研究表明,4-PBA可通過調(diào)節(jié)破骨細胞中的自噬防止脂多糖引起的炎癥性骨質(zhì)流失。
本研究通過制備HS小鼠模型,觀察內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和NLRP3炎癥小體的活化情況,使用4-PBA預(yù)處理抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,從而反向驗證內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在HS腸黏膜損傷中的作用,并觀察4-PBA對HS腸黏膜損傷是否具有保護作用。
實驗前小鼠于明暗交替(12h光照/黑暗循環(huán))的環(huán)境中適應(yīng)性飼養(yǎng)一周,環(huán)境溫度為(25.0±0.5)℃,環(huán)境濕度為(35.0±5.0)%,并允許其隨意飲水和進食。小鼠隨機(隨機數(shù)字表法)分為對照(control)組、HS組和4-PBA預(yù)處理組(4-PBA+HS)。實驗開始后,將HS組和4-PBA+HS組小鼠置于預(yù)熱的高溫人工氣候培養(yǎng)箱中,溫度保持于(35.5±0.5)℃,濕度保持于(60.0±5.0)%。4-PBA預(yù)處理組的小鼠在接受熱暴露之前予以腹腔注射4-PBA 120 mg/kg 。而對照組的小鼠保持在環(huán)境溫度為(25.0±0.5)℃,濕度為(35.0±5.0)%。用直腸溫度計連續(xù)監(jiān)測直腸核心溫度(Tc)。前期的研究表明,當小鼠Tc達到42℃時,即成功建立了HS小鼠模型。在Tc達到42℃后,小鼠接受復(fù)溫處理。復(fù)溫策略如下:將小鼠從高溫人工氣候培養(yǎng)箱中取出并在環(huán)境溫度(25.0±0.5)℃和濕度(35.0±5.0)%的條件下冷卻,允許小鼠自由飲水。前期的研究表明,HS小鼠的器官損傷程度隨著復(fù)溫時間的延長而加重,其平均存活時間約為造模成功后6h。因此,本實驗的后續(xù)檢測選擇了該時間點。在復(fù)溫處理6h后,通過頸椎脫位處死所有小鼠,收集血清,采集回腸組織,用4 ℃ PBS沖洗,并儲存于-80 ℃用于進一步研究。