蓖麻毒素氣溶膠暴露後呼吸道黏膜免疫防禦機制研究

《蓖麻毒素氣溶膠暴露後呼吸道黏膜免疫防禦機制研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由劉林娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：蓖麻毒素氣溶膠暴露後呼吸道黏膜免疫防禦機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉林娜
• 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院

中文摘要

蓖麻毒素是迄今為止最強的植物毒蛋白，微克級毒素便能導致人和動物中毒死亡。以氣溶膠方式感染機體，所需的劑量更少、毒性更強，但這種方式下，毒素的致病作用以及呼吸道黏膜對暴露毒素的免疫防禦反應一直是毒素氣溶膠生物學和免疫學交叉領域的空白。對此，本課題組利用現有技術平台及所積累的蓖麻毒素的研究基礎，將毒素氣溶膠生物學和免疫學有機結合，利用質譜、透射電鏡、掃描電鏡等技術手段，對毒素暴露後不同致病階段（潛伏期、發病期、死亡或耐受），毒素在小鼠機體組織內的分布、病理狀態、呼吸道菌群譜的變化及呼吸道黏膜免疫防禦機制進行動態分析，揭示不同階段毒素和呼吸道黏膜免疫系統的攻防效應。通過本研究，在明確呼吸道黏膜抵禦毒素侵襲的免疫防禦網路機制外，還可為蓖麻毒素氣溶膠暴露動物模型的建立及呼吸道生物標誌物的篩選奠定理論基礎，從而完善和推進我國氣溶膠吸入毒理學研究的快速發展。

結題摘要

本項目已圓滿完成任務書中的全部研究內容，累計發表SCI文章2篇，中文核心期刊文章4篇，授權實用新型專利1項，申報發明專利1項，累計培養博士2名、碩士3名。所取得主要研究成果如下： 1. 成功構建了蓖麻毒素氣溶膠感染小鼠模型。研究發現蓖麻毒素氣溶膠對小鼠的氣管、肺臟、肝臟、腎臟和脾臟等器官均有明顯損傷作用。進一步對氣溶膠方式感染的重要靶器官——肺組織進行差異蛋白質組學研究，成功鑑定出7種蛋白潛在參與蓖麻毒素的致毒過程。利用DGGE技術從感染前後呼吸道菌群中鑑定出5種差異表達菌，為後續分析菌群變化與氣溶膠粒子侵襲作用做了良好鋪墊。 2. 從多方面探究蓖麻毒素氣溶膠攻毒誘發的小鼠機體免疫防禦反應。研究發現攻毒後肺灌洗液中肺泡巨噬細胞出現皺縮、核碎裂，多核，等變性、死亡現象，且F4/80+（F4/80高表達）細胞顯著增多。蓖麻毒素氣溶膠可引起小鼠脾B淋巴細胞免疫反應活躍，胸腺T淋巴細胞活力降低。對淋巴細胞表面抗原表型分析發現，脾臟和胸腺中CD3+及CD19+細胞相對數量增加，CD4+細胞數量基本不受影響，而CD8+細胞的相對數量呈現一定的下降趨勢，這可能與蓖麻毒素引發未成熟免疫細胞凋亡有關。對細胞因子及趨化因子的表達水平分析發現攻毒後CCL2 、CXCL2 、IL-2 、INF-γ在小鼠肺臟、脾臟、胸腺中均高表達。而IL-1在肺臟、脾臟中高表達，在胸腺低表達。IL-4在小鼠肺臟、胸腺中高表達，在脾臟中低表達。 3. 蓖麻毒素對肺巨噬細胞Raw264.7的毒性作用。研究發現蓖麻毒素對Raw264.7的半抑制濃度（IC50）為1ng/ml，攻毒後通過普通顯微鏡和透射電鏡均可觀察到明顯的細胞病變。且TNF-α、IFN-γ、IL-1、IL-2、IL-6、CXCL2、CCL2均高表達。而且我們發現攻毒後NF-κB表達水平升高28倍，暗示著蓖麻毒素可激活NF-κB核轉運信號通路。 本研究深入闡明氣溶膠化毒素的肺損傷機制與致毒機理，同時也為呼吸道病原學及呼吸系統相關疾病的研究提供新的靶點和切入點。