物理性刺激活化滑膜细胞升高[ca'2+],i和释放信号小分子的特征及病理意义

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1、南开大学博士学位论文物理性刺激活化滑膜细胞升高[Ca<'2+>]<,i>和释放信号小分子的特征及病理意义姓名：孙文武申请学位级别：博士专业：生物物理学指导教师：杨文修20071001中文摘要类风湿关节炎(RA)是一种以关节滑膜炎为主要特征的慢性全身性自身免疫性疾病，其发病机制尚未清楚阐明。根据临床总结资料，一些物理性因素在病变关节处表现异常，如温度、关节液pH值和渗透压等，关于物理因素异常在RA病理中的作用未见研究报道。为此，我们构建了大鼠关节炎模型，研究的内容包括：加热、降低溶液渗透压和流体切应力活化滑膜细胞升高[Ca2+]i和产生、释放ATP、NO及RO

2、S的特征和机制；这些信使小分子在细胞间通信的作用；及大黄酸对ATP介导细胞活化的抑制作用等。研究发现：细胞外液加热至U>28℃、低渗透压和流体切应力可分别诱发滑膜细胞[Ca2+】i跃变性升高，且随加热温度升高、渗透压降低和切应力增加，诱发【cali升高的效应增强；为了解升高[Ca：qi的机制，用TRPV4通道特异激活剂4a-PDD作为阳性对照，采用多种试剂的对比试验结果表明：上述物理性刺激诱发ICE+】i升高的特征与4a．PDD活化TRPV4通道的特征相符，同时证明物理刺激和4a-PDD升高【ca2+】i作用间存在协同性、依赖性等特征。提示：在大鼠关节炎滑膜

3、细胞中，热、低渗和切应力刺激可能通过活化TRPV4功能样的通道介导胞外cE+内流机制升高[Ca2+】i。进一步研究发现，上述物理性刺激促进滑膜细胞快速产生和释放与RA病理有直接关系的信号小分子ATP、NO和ROS，这些小分子的生成和释放依赖于刺激诱发的[Ca2+】i升高机制。进而发现ATP、NO和ROS在相关病变细胞间通信中又可作为信号分子快速介导滑膜细胞，巨噬细胞等产生炎性反应，升高细胞[Ca2+】i和生成ROS产物。另外，研究结果表明切应力还可以介导细胞内转录因子NF．gB的活化。研究发现中草药大黄的有效成分大黄酸可以通过抑制ATP诱发的细胞[Ca2+】

4、i升高途径抑制滑膜细胞和巨噬细胞的ROS的产生。本项研究结果首次证明加热、降低溶液渗透压和一定范围的流体切应力的物理性刺激可活化滑膜细胞导致[cE+】i升高。进而，活化的滑膜细胞可快速产生和释放ATP、NO和ROS信号小分子，它们以自分泌和旁分泌方式可快速介导细胞间通讯，引发RA相关细胞的炎性反应，这些结果表明RA病变过程中的物理因素异常对其病理过程有重要意义。我们的研究结果为从新的视角认识在类风湿关节炎中滑膜细胞的病理机制及寻找相关治疗的新途径提供了一定基础。中文摘要关键词：类风湿关节炎，滑膜细胞，物理性刺激，[Ca2+】i，信号小分子IIAbstract

5、Rheumatoidarthritis(RA)isacommonandchronicautoimmune．diseasecharacterizedbyinflammatorysynovitis．nlepathogenesisandpathophysiologyofRAal'enotwellknown．Accordingtoclinicalpresentationandlaboratoryinvestigationofrheumatoidarthritis，thephysicalfactorssuchastemperature，osmolarityandpHi

6、nsynovialfluidareabnormal，anditisnoveltostudytheeffectsofphysicalfactors011thepathogenesisofRA．BaseonestablishingtheCIAratmodels，ourresearchworkincludethatcharacterizingof[CaAqielevationandreleaseofATP、N0andROSinsynoviocytesstimulatedbyheating．hyposmolalityandshearstress，theactiono

7、fthoseintercelluarsignallingmoleculesamongcellsandtheeffectsofrheinonactivatedcellsinducedbvATP．wefoundthattheincreasesin[Ca2qiwereinducedbyheating(_>28℃)，hyoosmoticandshearstressstimuli．Thelevelof『Ca2qiwaspositivelycorrelatedtotheraisingtemperature，decreasingosmolalityandenhancing

8、shearstress．Inordertolearn