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硫化氢在芥子气致肺氧化应激损伤中的作用及医学机制研究

日期:2018-06-01 23:32 作者:绮为论文网 论文字数:3732 点击次数:0
所属栏目:医学论文 论文语种:其他 论文用途:
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本文是一篇医学论文,医学论文的逻辑性是指论题、论点、论据、论证之间的联系一环扣一环,循序撰写,首尾呼应,顺理成章,并做到资料完整,设计合理,避免牵强附会,虎头蛇尾

本文是一篇医学论文,医学论文的逻辑性是指论题、论点、论据、论证之间的联系一环扣一环,循序撰写,首尾呼应,顺理成章,并做到资料完整,设计合理,避免牵强附会,虎头蛇尾,空洞无物。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇医学论文,供大家参考。
 
前 言
 
芥子气(sulfur mustard, SM)是糜烂性毒剂的典型代表。糜烂性毒剂是一类能够直接损伤组织细胞,引起皮肤、黏膜的局部炎症、坏死,并能通过皮肤、眼、呼吸道黏膜吸收导致全身中毒的化学战剂。自第一次世界大战中将芥子气引入战场以来,多次在各种冲突中使用,包括意大利入侵埃塞俄比亚、日本侵华战争、两伊战争及最近的叙利亚内战等,均造成重大伤亡[1]。芥子气难防难治,结构简单,易于合成,容易被恐怖分子掌握和利用,是最有可能被用于恐怖袭击的毒剂之一[2]。进入新世纪以来,我国尤其是以北京、上海等为代表的大型城市面临严峻的安全挑战。国内外敌对势力屡次发动恐怖袭击,而利用化学毒剂进行恐怖活动可以最大限度地完成目标(1995 年东京地铁沙林事件就是一个典型的案例)。禁止化学武器组织(OPCW)证实:伊斯兰国(ISIS)等恐怖组织已掌握芥子气的生产和使用方法,并多次在叙利亚和伊拉克使用,造成大量伤亡。此外,芥子气是日本遗弃在华化学武器中的主要化学战剂之一[3],对我国人民的健康和环境安全构成重大威胁,例如 2003 年的齐齐哈尔“8.4 事件”中 43 人中毒、1 人死亡,受害者身体健康和心理健康都受到了不同程度的损害。芥子气作为化学战剂施放后,在空气中可形成液滴态、雾态或蒸气态,能够通过呼吸道、消化道、皮肤、眼等吸收并造成包括呼吸系统在内的全身性损伤。自第一次世界大战以来,关于芥子气损伤机制的研究一直在持续进行。芥子气是典型的双功能烃化剂,主要与体内的 DNA、RNA 和蛋白质等生物大分子发生化学烃化作用,进而引起多聚 ADP 核糖聚合酶(PARP)激活、谷胱甘肽(Glutathione, GSH)耗竭、氧化应激、炎症、蛋白水解酶激活、钙紊乱等[4-6]一系列反应,最终导致细胞坏死或凋亡[7]。芥子气与 DNA 的烃化反应速度快,毒性效应高。烃化方式主要有双烃化和单烃化,双烃化又分为链间交联和链内交联两种方式[8]。一般认为 DNA 的链间交联主要引起细胞毒作用,诱导细胞死亡,单烃化则导致 DNA 遗传信息障碍。PARP 是存在于多数真核细胞中的一个多功能蛋白质翻译后修饰酶,它可通过识别、结合结构损伤的DNA 片段而被激活,是 DNA 损伤的分子感受器[9]。PARP-1 是 PARP 家族中最早被发现的成员,具有调节 DNA 复制、转录和修护的功能。芥子气引起的 DNA 损伤可激活体内 PARP-1,大量消耗其底物 β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(β-NAD+),继而造成ATP 缺乏,引起细胞死亡[10]。芥子气急性暴露和暴露的远期效应均可造成包括白介素(IL)-1α、IL-1β、IL-6、IL-8 和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等在内的炎症因子增多,引起炎症反应[11]。芥子气作为糜烂性毒剂,损伤作用广泛,中毒机制复杂,并且目前临床上没有特效的抗毒药物。因此,积极探索芥子气中毒机制,开发有效的防治药物,对我军战斗力保持、国家公共安全和我国公民健康都具有重大的战略意义。
肺是芥子气损伤的主要靶器官,急性肺损伤是芥子气致死的主要原因之一[12]。在芥子气暴露的早期阶段,由于吸入量不同,对呼吸系统产生的毒性作用包括咽部疼痛或不适,声音嘶哑甚至失声,打喷嚏,鼻分泌物增多,气短等,严重者可能会出现浓痰,肺泡出血,咯血等症状。在战争中经历芥子气袭击的幸存者,一直在遭受不同程度的包括急性呼吸窘迫综合征和慢性呼吸系统疾病在内的身体健康的威胁,如咽喉炎、支气管炎、支气管肺炎、肺纤维化、哮喘等。这些肺部疾病严重影响幸存者的生活质量,甚至会造成癌症等远期效应的发生。而氧化应激是芥子气肺损伤的起始和关键的环节之一[13,14],但芥子气肺氧化应激损伤的机制十分复杂,迄今尚不清楚。氧化应激是指体内活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生物利用与抗氧化作用系统失衡的表现。活性氧是生物体正常细胞代谢过程中的一类产物,包括氧离子、含氧自由基等。大量的活性氧会耗竭体内的谷胱甘肽、超氧化物歧化酶等物质,引起过氧化物增多,造成抗氧化防御体系受损,也可引起细胞的凋亡、坏死和炎症等一系列的细胞毒作用。有研究表明,在人呼吸道上皮细胞和人支气管上皮细胞中,芥子气可引起线粒体功能障碍,促进活性氧产生,消耗细胞内的抗氧化物质[15,16]。细胞中存在酶促和非酶促的抗氧化系统,对抗活性氧产生的毒性作用。细胞内抗氧化物的减少是芥子气引起氧化应激损伤的主要因素[17]。芥子气可作用于谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶、NADPH-细胞色素 P450 还原酶、硫氧还原蛋白还原酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽 S-转移酶等一系列体内抗氧化酶,降低这些酶的活性,这可能是芥子气肺氧化应激损伤的原因之一[18,19]。谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂。有研究表明,芥子气损伤后可显著降低谷胱甘肽含量,内源性谷胱甘肽耗竭会增加 ROS 的细胞毒作用,促进氧化应激的发生,增加芥子气对细胞的毒性作用[20]。芥子气可以激活肺组织中内皮型和诱导型一氧化氮合酶的表达,进而合成大量一氧化氮,并与 ROS 反应生成氧化能力更强的过氧亚硝酸根,进而加剧氧化应激损伤[21,22]。虽然在芥子气肺损伤发病机制中氧化应激具有重要作用,但是在清除氧自由基的药物中,尚未发现对芥子气肺损伤临床治疗效果理想的药物。
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第一章 H2S 对芥子气染毒小鼠肺部损伤的作用及机制研究
 
一、前言
芥子气作为糜烂性毒剂的典型代表,具有强烈的生物刺激性,可以通过吸入、接触等途径对人体产生极强的化学反应,造成包括眼、皮肤、呼吸道和消化道在内的全身性损伤。肺是芥子气中毒主要靶器官之一,氧化应激是损伤过程中起始和关键的环节。H2S 是继一氧化氮和一氧化碳后的第三种气体信号分子。H2S 的生物合成主要是在 CBS 和 CSE 的催化作用下产生。H2S 参与包括肺间质纤维化、慢性阻塞性肺疾病、肺动脉高压等肺部疾病在内的发病与转归,还可以通过降低氧化应激水平,影响多种原因所致的肺损伤,如缺血再灌注、烟雾吸入、创伤、蛇毒等。但是,H2S 在芥子气致小鼠肺损伤过程中的变化及作用尚未见文献报道。本实验采用皮下注射方式建立芥子气染毒小鼠模型,应用荧光分子探针技术准确检测组织中的 H2S 含量,蛋白印迹法检测 H2S 合成酶的变化,研究芥子气染毒后小鼠肺组织中 H2S 的变化及规律。分别给予染毒小鼠 H2S 供体化合物 NaHS 以及 H2S合成酶 CSE 的抑制剂 PPG,通过检测小鼠肺组织的湿/干重比、肺泡灌洗液中的蛋白浓度、肺组织切片来观察肺损伤情况,并通过检测小鼠肺组织中 H2O2,、MDA、GSH/GSSG 和 SOD 判断氧化应激损伤情况,进而分析 H2S 含量变化对芥子气染毒小鼠肺损伤的影响。通过检测 Keap1-Nrf2 通路的 Nrf2、HO-1 和 NQO1 等相关蛋白表达和 Nrf2 下游 GR、GCLC 和 GCLM 等相关基因表达,初步探讨气体信号分子 H2S发挥作用的机制。
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二、材料和方法
染毒后第 3 天取各组小鼠肺组织。小鼠称重后,腹腔注射 10%(W/V)水合氯醛麻醉。将麻醉后的小鼠仰卧固定在手术台上,暴露腹腔后断脊髓放血,暴露胸腔,观察肺组织基本情况后取完整肺组织,用生理盐水冲洗肺组织沾染的多余血液,用滤纸吸干水分,左肺叶放入 4%多聚甲醛组织固定液中,用于制作组织病理切片;右肺叶用于测定 H2S 含量,或经液氮速冻后,保存于-80℃冰箱中,用于其他蛋白及氧化指标测定。按照 BCA 试剂盒说明测定组织研磨上清液中总蛋白浓度。将蛋白标准品完全溶解后,取 10 μl 稀释至 100 μl,得到浓度为 0.5 mg/ml 的蛋白标准品溶液。BCA 试剂 A 与试剂 B 按照体积比为 50: 1 充分混匀,配制适量 BCA 工作液。将蛋白标准品溶液加到 96 孔板中,用标准品稀释液稀释成 0、0.025、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/ml。2 μl 组织匀浆上清液和 18 μl 稀释液加入样品孔中。各孔加入 200 μl BCA 工作液,37℃烘箱孵育 30 分钟。用酶标仪检测 562 nm 波长下各孔吸光度,以蛋白标准品浓度为纵坐标,OD 值为横坐标绘制标准曲线,根据标准曲线和待测样品的 OD 值,计算样品蛋白浓度。每个样本重复三次。
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第二章 H2S 对芥子气染毒 BEAS-2B 细胞和 MRC-5 细胞的保护作用及机制研究.............37
一、前言......... 37
二、材料和方法..........37
三、实验结果..............43
 
讨 论
 
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