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新型小分子化合物调控单核—巨噬细胞的分化及功能

作　者: 吴珍
导　师: 沈萍萍
学　校: 南京大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 单核-巨噬细胞分化炎症 PPARγ
分类号: R392
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

炎症反应是由组织损伤或病原体感染引发的免疫反应过程,其主要功能在于清除损伤的组织和入侵的病原体,恢复机体内环境稳态。当免疫反应发生紊乱或者持续时间过长,会使细胞持续分泌促炎囚子,从而引发慢性炎症损伤,进一步引发多种慢性疾病,包括动脉粥样硬化、缺血性心脏病、肥胖、糖尿病以及自身免疫病等,特别是炎症在肿瘤发生发展过程中所起的作用成为当今研究的热点。多个细胞群通过释放促炎因子、趋化因子、一氧化氮、环氧合酶-2和细胞粘附因子参与到免疫反应这一复杂过程中。其中,血液循环中的单核细胞是一群多向性的前体细胞,微环境中的细胞因子决定了单核-巨噬细胞的分化方向及功能。因此,寻找能够有效抑制巨噬细胞的持续激活、炎性因子过量合成以及释放的小分子化合物,成为药物开发领域一个热点方向。过氧化物酶体增生物激活受体γ(Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ, PPARγ)属于Ⅱ型核激素受体超家族成员,是一类能被脂肪酸样化合物过氧化物酶体增殖剂和配体激活的核转录因子。PPARγ的配体如罗格列酮、匹格列酮、曲格列酮、环格列酮等噻唑烷二酮类化合物(thiazolidinediones, TZDs)能够有效治疗Ⅱ型糖尿病并应用于临床。经过研究,人们发现了PPARγ通过调节脂肪细胞分化和脂质代谢来影响机体的胰岛素敏感性的作用机理,以及在细胞分化、动脉粥样硬化、巨噬细胞的功能和免疫等方面发挥的重要作用。此外,PPARγ的配体还可以通过改变转录因子的活性、细胞表面分子的表达或者白血球细胞的招募等方式参与炎症反应的调控。基于上述理论及实验依据,我们合成一系列PPARy配体类似物,构建活性小分子化合物库,主要探究其对炎症反应的影响。(1)为了在体外模拟单核-巨噬细胞的分化过程,我们利用巴豆醇-12-十四烷酸酯-13-乙酸酯(phorbol-12-myristate-13-acetate, PMA)处理人白血病单核细胞株THP-1,诱导其分化为巨噬细胞,并检测小分子化合物对这一分化过程的影响,结果发现#26小分子化合物可以显著抑制单核-巨噬细胞的分化。(2)通过用PMA刺激THP-1诱导其分化为成熟的巨噬细胞,再利用细菌脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)进行体外刺激,从而构建急性炎症模型并检测炎性因子的释放。结果表明,#26小分子化合物可以显著抑制MCP-1和IL-6的释放。(3)为了进一步在动物水平验证#26小分子化合物抑制分化和炎症的功能,我们构建了用LPS刺激建立体内急性炎症模型。通过观察小鼠生命体征并记录存活时间以及检测外周血液中炎性相关细胞因子的释放情况,我们发现GW9662和#26小分子化合物均可延长小鼠的寿命。此外,#26小分子化合物虽然对IL-6的释放没有显著影响,但是可以明显降低TNF-α的释放。(4)通过原位种植乳腺癌小鼠实验,以常见的抗肿癌药物紫杉醇(Paclitaxel)作为阳性对照,我们发现#26小分子化合物可以在早期抑制肿瘤生长,有效调节腹腔巨噬细胞(peritoneal macrophage, PM)和肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage, TAM)的表型以及炎性相关细胞因子的释放。综上所述,#26小分子化合物可以抑制单核细胞向巨噬细胞的分化,有效调节巨噬细胞的炎性状态；在LPS诱导急性炎症模型和原位种植乳腺癌小鼠实验中,#26小分子化合物还可以缓解小鼠的急性炎症症状、延长寿命,调节肿瘤微环境中巨噬细胞的表型。因此,无论是将#26小分了化合物作为工具探针去发现相应的分子靶点与信号通路,还是作为治疗疾病的前体药物进一步探究其生物学功能,都具有极大的开发前景及应用价值。

全文目录

缩略词索引  5-7
摘要  7-9
Abstract  9-12
第一章综述  12-26
  1. 过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ,PPARγ)及其配体  12-15
    1.1 PPARγ的结构和组织分布  12
    1.2 PPARγ的配体及化学结构  12-13
    1.3 PPARγ配体与炎症  13-14
    1.4 依赖于PPARγ的配体作用机制  14
    1.5 非依赖于PPARγ的配体作用机制  14-15
  2. 单核细胞和巨噬细胞  15-20
    2.1 单核细胞概述  15-17
    2.2 巨噬细胞概述  17-19
    2.3 单核-巨噬细胞的分化及细胞因子调控  19-20
  3. NF-κB信号通路  20-22
    3.1 NF-κB家族的组成和结构  20
    3.2 NF-κB的活化途径  20-22
  参考文献  22-26
第二章新型小分子化合物抑制单核-巨噬细胞的分化及巨噬细胞的功能  26-57
  1. 实验材料与方法  27-38
  2. 实验结果  38-53
    2.1 三种小分子化合物的结构式与合成路线  38-39
    2.2 三种小分子化合物的细胞毒性  39-43
    2.3 利用PPRE报告基因测定不同小分子化合物对PPARγ活性的影响.  43-44
    2.4 小分子化合物对单核细胞向巨噬细胞分化过程的影响  44-47
    2.5 #26小分子化合物对LPS刺激的急性炎症模型的影响  47-50
    2.6 #26小分子化合物对乳腺癌原位种植小鼠的影响  50-52
    2.7 #26小分子化合物对NF-KB信号通路的调控  52-53
  3. 讨论  53-56
  参考文献  56-57
附录  57-58
致谢  58-59

新型小分子化合物调控单核—巨噬细胞的分化及功能

内容摘要

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