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目录 iiiiiiii口iiiullullljl7lllisllll 中文摘要1 英文摘要5 研究论文新生及成年小鼠对肺炎病毒感染的炎症应答 前言10 u 目i j 吾l 材料与方法一1 2 结果2 3 附图3 0 附表4 4 讨论4 5 结 仑4 6 参考文献2 6 综述t h er o l eo f c y t o k i n e sa n d c h e m o k i n e si ns e v e r er e s p i r a t o r y s y n c y t i a l v i r u si n f e c t i o na n dsu b s e q u e n ta s t h m a 4 9 致谢7 3 个人简历7 4 中文摘要 新生及成年小鼠对肺炎病毒感染的炎症应答 摘要 目的:呼吸道合胞病毒( r e s p i r a t o r ys y n c y t i a lv i r u s ,r s v ) 是婴幼儿 下呼吸道感染的最重要病原,也是造成老年人和免疫缺陷成人高患病率和 死亡率的重要原因。接种疫苗是预防传染性疾病的重要措施,接种者自然 感染r s v 后往往导致加重的t h 2 型优势应答和肺部炎症性病理损伤,这 是r s v 疫苗成功的主要障碍。几十年来,阐明r s v 的感染机制和疫苗增 强性肺部免疫病理的发病机制一直是r s v 研究领域的最前沿,是研制安 全有效的治疗措施和r s v 疫苗的重要理论基础。 发病机制的研究离不开理想的实验动物模型。小鼠肺炎病毒 ( p n e u m o n i av i r u so fm i c e ,p v m ) 与人r s v ( h r s v ) 同属副粘病毒科、 肺病毒亚科、和肺病毒属,小鼠是p v m 的天然宿主,极少量病毒即可导 致严重感染,p v m 感染小鼠可以复制r s v 严重感染婴幼儿的临床特征和 炎症病理。本研究用p v m 感染新生4 7 天和成年6 - 9 周的雌性b a l b c 小鼠,考察p v m 感染后在新生小鼠和成年小鼠模型中诱导的免疫应答、 炎症反应和肺部病理变化,是发展有效的治疗措施和研制安全有效的r s v 疫苗的重要理论基础。 方法: 1 制备p v m 并用b h k 2 1 细胞滴定。 2 动物实验 将新生4 7 天和成年6 - 9 周b a l b c 小鼠随机分为4 组,每组6 只, 分别为:( 1 ) 新生4 7 天b a l b c 小鼠感染组,( 2 ) 新生4 7 天b a l b c 小鼠对照组,( 3 ) 6 - 9 周b a l b c 小鼠感染组,( 4 ) 6 - 9 周b a l b c 小鼠对 照组。新生组用3 7 5t c i d 5 0p v m 感染,成年组用5 0 0t c i d 5 0p v m 感染。 2 1 每天称量小鼠体重,观察体重变化。 2 2 取新生感染组和新生对照组感染后l 、3 、5 、7 、9 、1 1 、1 4 和l8 天 的肺组织,提取总r n a ,用半定量p c r 扩增p v m 基因s h ,考察小鼠肺 组织中p v m 感染情况。 2 3 将肺冲洗液中的细胞经瑞士吉姆萨染色,计数各种有核细胞,观察感 中文摘要 染后肺部炎症细胞的变化。 2 4 留取感染后3 、7 、1 4 天小鼠的肺组织做病理切片,h e 染色,观察肺 组织中炎症浸润及组织损伤。 2 5 用实时定量p c r 检测感染后l 、3 、5 、9 、1 4 天肺组织的t h l 型细胞 因子i f n - 7 、i l 1 2 ,t h 2 型细胞因子i l 5 、i l 6 、i l 1 3 ,干扰素i f n 仅、 i f n b ,肿瘤坏死因子n 师q ,趋化因子m c p 1 、m i p 1 a 、c c l 5 、m c p 3 , 黏液因子g o b 5 ,考察感染后t h l t h 2 应答情况,以及肺部炎症反应情况。 2 6 感染后1 4 天取血分离血清,用e l i s a 法测定血清i g g 抗体效价。 2 7 成年组的检测指标同新生组,不同的是成年组增加了感染后4 h 组。 结果: 1 制备了实验所需的p v m 病毒,滴度为t c i d 5 0 = 1 0 2 5 m l 2 体重变化情况 新生小鼠感染组与新生对照组相比,感染后4 天体重减轻,感染后7 天体重下降至最低,然后体重开始慢慢增加,到1 4 天与对照组无差异。 成年感染组与成年对照组相比,感染后3 天体重开始迅速下降,5 天 降至最低,7 天开始体重慢慢增加,8 天逐渐恢复正常。 3 半定量p c r 扩增p v m 基因s h 新生小鼠感染p v m 后1 天基因s h 条带亮度比较弱,感染后5 天条 带最亮,感染后7 天和9 天条带亮度较弱,至18 天消失。 成年小鼠感染p v m4 小时后基因s h 条带亮度较新生小鼠感染1 天 后亮,感染后3 天和5 天达高峰,7 天、9 天稍微减弱,1 4 天进一步减 弱,至18 天消失。 4 肺组织h e 染色 新生和成年对照组小鼠,肺泡壁结构完整,无水肿,周围仅有少量炎 性细胞;新生感染组与对照组相比,感染后3 天肺间质炎性细胞增多,肺 泡壁增厚;感染后7 天明显增多,肺泡壁增厚,水肿,其中大部分为淋巴 细胞,可见单核巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞,1 4 天炎症减弱; 成年感染组感染后3 天和7 天,均有大量炎性细胞浸润,肺泡壁严重充血、 水肿,有出血点,肺泡间隔融合,1 4 天炎症减弱。 5 支气管肺泡灌洗液中观察炎性细胞变化情况 中文摘要 成年小鼠感染p v m3 天和7 天后支气管肺泡灌洗液中细胞总数均大 于新生感染组,成年组感染后3 天中性粒细胞比例是5 3 2 5 ,7 天组中性 粒细胞比例是6 7 0 0 ,而新生小鼠感染后3 天中性粒细胞比例是0 0 0 , 7 天组中性粒细胞比例是2 7 0 0 ,另外,成年组淋巴细胞比例也高于新生 小鼠,表明成年小鼠感染p v m 后比新生感染组炎性细胞浸润程度严重。 6 e l i s a 法检测小鼠感染1 4 天后血清中特异性抗体i g g 与对照组相比,新生感染组和成年感染组均产生了i g g 抗体,且有显 著性差异( p o 0 5 ) ,成年感染组i g g 抗体效价( 1 4 0 0 ) 高于新生感染组 ( 1 2 0 0 ) 的效价。 7 肺组织中细胞因子的表达情况 新生小鼠感染p v m 后3 天肺组织的t h l 型细胞因子i f n 7 显著高于 对照组( 尸 o 0 5 ) 。 成年小鼠感染p v m 后肺组织t h l 型细胞因子i f n 7 和i l 1 2 表达量 均与对照组有显著差异( 尸 0 0 5 ) ,成年小鼠感染后i l 5 与对照组无差异( 尸 o 0 5 ) ,感染后5 天i l 1 3 表达量是对照组的4 倍( 尸 o o s ) 新生小鼠感染后3 天肺组织i l 6 表达量达高峰( 尸 o 0 5 ) ,是对照组 的17 倍,5 天恢复;成年组i l 6 表达量5 天达高峰,是对照组的18 倍。 在成年和新生鼠中,i f n a 均于感染早期迅速增加,之后急速下降; i f n p 在新生鼠中的表达动力学与i f n c 【一致,但在成年鼠中i f n p 在感 染早期开始表达,5 天才达高峰。 新生小鼠感染后9 天肿瘤坏死因子t n f q 是对照组的3 0 倍( p o 0 5 ) ,而成年小鼠感染后4 小时t n f 0 【肺部表达量是对照组的7 6 倍( p o 0 5 ) 新生小鼠感染后趋化因子m c p 1 、m c p 3 、m i p 1 a 和c c l 5 均与对 照组有显著差异( 尸 o 0 5 ) ,感染后3 天肺组织m c p 1 表达量是对照组 的4 1 倍,至1 4 天低于对照组( 尸 o 0 5 ) ,m i p l a 感染 后5 天是对照组的2 l 倍;感染后3 天c c l 5 是对照组的2 倍( p o 0 5 ) ; 成年小鼠感染p v m 后5 天m c p 1 是对照组的1 2 0 倍( 尸 o 0 5 ) ,至1 4 天是仍高于对照组,m c p 3 感染后5 天是对照组的1 9 5 倍( 尸 o 0 5 ) ,1 4 天仍高于对照组,m i p 1 仅感染后1 天是对照组的5 0 倍( 尸 0 0 5 ) ,至1 4 天时也仍高于对照组( 尸 o 0 5 ) ,感染后1 天c c l 5 是对照组的5 5 倍( 尸 o 0 5 ) 。 黏液因子g o b 5 的肺部表达量新生和成年感染组均与对照组有显著差 异( 尸 o 0 5 ) ,新生小鼠感染后9 天是对照组的6 倍,而成年小鼠感染后 5 天是对照组的1 6 倍,感染后9 天是对照组的1 l 倍,至1 4 天消失,说 明新生小鼠感染p v m 后粘液分泌的变化。 结论: p v m 感染新生和成年b a l b c 小鼠均可导致肺部的炎症病理反应, 成年小鼠的炎症反应比新生小鼠更强烈,类似于r s v 严重感染的婴幼儿。 关键词:呼吸道合胞病毒( r s v ) ;小鼠肺炎病毒( p v m ) ;免疫病 理;炎症应答;细胞因子 英文摘要 i n f l a m m a t o r yr e s p o n s e st op n e u m o v i r u si n f e c t i o ni nn e o n a t a l a n dg r o w nm i c e a b s t r a c t o b j e c t i v e :r e s p i r a t o r ys y n c y t i a lv i r u s ( r s v ) ,a ni m p o r t a n tp a t h o g e no f t h el o w e rr e s p i r a t o r yt r a c ti n f e c t i o n ,i sr e s p o n s i b l ef o rs e v e r ei l l n e s sb o t hi n n e wb o r na n dy o u n gc h i l d r e na n di n e l d e r l yp e o p l e v a c c i n a t i o ni st h e i m p o r t a n tm e a s u r e t op r e v e n tv i r u si n f e c t i o n t h ev a c c i n a t e dh o s to f t e nl e dt o i n c r e a s e dt h 2 t y p er e s p o n s ea n dl u n gi m m u n ep a t h o l o g ya f t e rr s v i n f e c t i o n t h i si st h em a i n o b s t a c l ef o rs u c c e s s f u lr s vv a c c i n e a n dr s vi n f e c t i o n p a t h o g e n e s i si su n c l e a r f o rd e c a d e s ,c l a r i f y i n gp a t h o g e n e s i so fr s v i n f e c t i o n a n dv a c c i n ee n h a n c e dl u n gi m m u n ep a t h o l o g yi st h em o s ti m p o r t a n ti nt h e r s vr e s e a r c hf i e l d ,a n di st h ei m p o r t a n tb a s i so fd e v e l o p i n gc u t t i n g - e d g e t r e a t m e n tm e a s u r e sa n ds a f ea n de f f e c t i v er s vv a c c i n e t h ei d e a le x p e r i m e n t a la n i m a lm o d e li sr e q u i r e dt os t u d yp a t h o g e n e s i s p n e u m o n i av i r u so fm i c e ( p v m ) ,a l o n gw i t hh u m a nr s v , a r ev i r u s e so ft h e f a m i l yp a r a m y x o v i r i d a e ,s u b f a m i l yp n e u m o v i r i n a e ,i s an a t u r a lm o u s e p a t h o g e n r o b u s tr e p l i c a t i o no fp v m t a k e sp l a c ei nb r o n c h i a le p i t h e l i a lc e l l s i nr e s p o n s et oam i n i m a lv i r u si n o c u l u m p v mi f n e c t i o ni nm i c er e p r o d u c e s m a n yo ft h ec l i n i c a la n dp a t h o l o g i cf e a t u r e so ft h em o r es e v e r ef o r m so fr s v i f n e c t i o ni nh u m a ni n f a n t s i nt h i ss t u d y , n e w b o r n4 - 7d a y sa n d6 - 9w e e k so f a d u l tf e m a l eb a l b cm i c ew e r ei n f e c t e dw i t hp v m i m m u n er e s p o n s e , i n f l a m m a t o r yr e s p o n s ea n dl u n gp a t h o l o g i c a lc h a n g e sa f t e rp v m i n f e c t i o ni n n e o n a t a lm o u s ea n dg r o w nm o u s em o d e lw e r e i n v e s t i g a t e d ,w h i c hm a y p r o v i d es o m e d a t af o rf u t u r er e s e a r c hu s i n gt h ep v mm o d e l m e t h o d s : 1p r e p a r a t ea n dt i t e rp v mw i t hb h k 一21c e l l s 2a n i m a le x p e r i m e n t s 4 - 7d a y sn e o n a t a lb a l b cm o u s ea n d6 - 9w e e k sg r o w nb a l b cm o u s e w e r er a n d o m l yd i v i d e di n t o4g r o u p s ( 6m i c e g r o u p ) :( 1 ) n e o n a t a lm o u s e 英文摘要 i n f e c t e dg r o u p ,( 2 ) n e o n a t a lm o u s ec o n t r o lg r o u p ,( 3 ) g r o w nm o u s ei n f e c t e d g r o u p ,( 4 ) g r o w nm o u s ec o n t r o lg r o u p t h en e o n a t a lm i c ew e r ei n f e c t e dw i t h 37 5t c i d s 0p v m ,a n dg r o w nm i c ei n f e c t e dw i t h50 0t c i d s 0p v m 2 1w e i g h to ft h em i c ei n f e c t e dw e r eo b s e r v e de v e r y d a y 2 2t h et o t a lr n ao ft h el u n gt i s s u ei nn e o n a t a lm o u s ei n f e c t e da n dc o n t r o l g r o u p1 , 3 ,5 ,7 ,9 ,11 ,14a n d18d a y sa f t e ri n f e c t i o nw a s e x t r a c t e d p v ms hg e n e w a s a m p l i f i e db ys e m i q u a n t i t a t i v er t - p c r 2 3 3 , 7 ,14d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h el u n gl a v a g e c e l l sw e r es t a i n e dw i t h s w i t z e r l a n d g i e m s a ,a n da l ln u c l e a t e dc e l l sw e r ec o u n t e d 2 43 , 7 ,1 4d a y sa f t e rt h es p e c i m e n sf r o mi n f e c t e dl u n gt i s s u e so fm o u s ep i e c e o f p a t h o l o g y , h es t a i n i n go fi n f l a m m a t o r yi n f i l t r a t e si nl u n gt i s s u ea n dt i s s u e i n j u r y 2 5l u n gt h l - t y p ec y t o k i n e si f n 一丫,i l 一1 2 ,t h 2t y p ec y t o k i n e si l 一5 ,i l - 6 , i l 13 ,i n t e r f e r o ni f n 一0 【,i f n p ,t u m o rn e c r o s i sf a c t o rt n f 一仅,c h e m o k i n e m c p 1 ,m i p 1a ,c c l 5 ,m c p 一3 ,a n dm u c u sf a c t o rg o b 5w e r ed e c t e c t e da t 1 , 3 ,5 ,9 ,1 4d a y s a f t e rp v m i n f e c t i o nw i t hr e a l t i m eq u a n t i t a t i v ep c r 2 6s e r u mi g ga n t i b o d y14d a y sa f t e ri n f e c t i o nw a sm e a s u r e db ye l i s a m e t h o d 2 7t h eg r o w ng r o u p sw e r et r e a t e da sn e o n a t a lg r o u p s r e s u l t : 1p r e p a r a t i o no ft h ee x p e r i m e n tr e q u i r e dp v mv i r u s p v mv i r u st i t e r sw e r e d e t e r m i n e dt c i d 5 0 = 10 7 5 m l 2w e i g h t c o m p a r e dw i t ht h en e o n a t a lm o u s ec o n t r o lg r o u p ,t h ew e i g h to ft h e n e o n a t a lm o u s ei n f e c t e dg r o u ph a sr e d u c e d4d a y sa f t e ri n f e c t i o n ;7d a y sa f t e r i n f e c t i o n ,t h ew e i g h tr e d u c e dt ot h em i n i m u m ,a n dt h e ns l o w l yi n c r e a s e d 14 d a y sa f t e ri n f e c t i o n t h e r ei sn od i f f e r e n c eb e t w e e n t h en e o n a t a lm o u s ei n f e c t e d g r o u pa n dt h en e o n a t a lm o u s e c o n t r o lg r o u p c o m p a r e dw i t ht h eg r o w nm o u s e c o n t r o lg r o u p ,3d a y sa f t e ri n f e c t i o n , t h ew e i g h to ft h eg r o w nm o u s ei n f e c t e dg r o u pr a p i d l yr e d u c e d ,5d a y sa f t e r i n f e c t i o n ,w e i g h tr e d u c e dt ot h em i n i m u m 7d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h ew e i g h t 6 英文摘要 s l o w l yi n c r e a s e d 8d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h ew e i g h tt u r n e d t on o r m a l 3p v ms h g e n ew a sa m p l i f i e db ys e m i - q u a n t i t a t i v er t - p c r t h ee x p r e s s i o no fs hg e n eo ft h en e o n a t a lm o u s ei n f e c t e dg r o u p a p p e a r e do nt h e1d a ya f t e ri n f e c t i o na n dd i s a p p e a r e do nt h e18d a y sa f t e r i n f e c t i o n 5d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h ee x p r e s s i o no fs hw a su pt ot h eh i g h e s t l e v e l 7d a y sa n d9d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h ee x p r e s s i o no fs hi sl o w e r , a n d d i s a p p e a r e do nt h e18d a y s l i k et h en e o n a t a lm o u s ei n f e c t e dg r o u p ,t h ee x p r e s s i o no fs hg e n eo ft h e g r o w nm o u s ei n f e c t e dg r o u pa l s oa p p e a r e do nt h e1d a ya f t e ri n f e c t i o n ,a n d d i s a p p e a r e do nt h e 18d a y sa f t e ri n f e c t i o n 5a n d7 d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h e l e v e lo fs hw a ss i g n i g i c a n t l yh i g h e rt h a no t h e rt i m ep o i n t 4h e s t a i n i n go fl u n gt i s s u e c o m p a r e dw i t ht h en e o n a t a lm o u s ea n dg r o w nm o u s ec o n t r o lg r o u p si n w h i c ht h es t r u c t u r eo ft h ea l v e o l a rw a l l sw a si n t a c t e dw i t h o u to e d e m a ,o n l y w i t haf e wi n f l a m m a t o r yc e l l s i nt h el u n g so fn e o n a t a lm o u s ea n dg r o w n m o u s ei n f e c t e dg r o u p s ,3d a y sa f t e ri n f e c t i o n ,t h en u m b e ro fi n f l a m m a t o r y c e l l si n c r e a s e d a n da l v e o l a rw a l l sb e c a m et h i c k 7d a y sa f t e ri n f e c t i o n , i n f l a m m a t o r yc e l l s ,i n c l u d i n gl y m p h o c y t e s ,v i s i b l em o n o n u c l e a r - 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