Rac1 在小鼠中性粒细胞抗白假丝酵母菌感染中的作用

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2012.01.002

目的

评价Rac1 基因在小鼠抗白假丝酵母菌感染中的作用。

方法

（1）β-actin作为内参，Western blot 半定量法检测两种小鼠中性粒细胞Rac1 蛋白表达量；（2）趋化实验用Zigmond 法经甲酰甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸（fMLP）诱导中性粒细胞移动，延时显微镜观察中性粒细胞移动并拍照，细胞追踪软件分析小鼠中性粒细胞趋化功能；（3）fMLP 诱导小鼠中性粒细胞过氧化物的产生应用异氨基苯二酰肼化学发光分析法通过微孔板发光检测仪检测过氧化物酶含量，采用细胞色素c 还原法分析豆蔻酸-佛波醇-乙酸酯（PMA）引发中性粒细胞产生的过氧化物。

结果

假丝酵母菌耐受BALB/c 小鼠中性粒细胞Rac1 蛋白表达量高于假丝酵母菌易感CBA/CaH 小鼠；BALB/c 小鼠中性粒细胞趋化运动功能较CBA/CaH 小鼠强（P ＜0.05）；经fMLP 和PMA 诱导后，BALB/c 小鼠中性粒细胞过氧化物的产生量高于CBA/CaH 小鼠（P ＜0.05）。

结论

在小鼠中性粒细胞抗白假丝酵母菌感染过程中，Rac1 能增强小鼠中性粒细胞的杀伤能力。

关键词: 中性粒细胞, Rac, 趋化, 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶

Objective

To evaluate the effects of Rac1 gene in neutrophil during mice against Candida infection.

Methods

（1）Immunoblot was applied to analyze Rac1 levels in neutrophils from two strains of inbred mice with β-actin as control. （2）Neutrophils undergoing chemotaxis in response to fMLP were recorded using time-lapse imaging. Cell-tracking software was used to characterize cellular chemotaxis from captured images. （3）Neutrophil NADPH oxidase activity was measured as superoxide dismutase-inhibitable superoxide production using an isoluminol chemiluminescence assay for cells activated by fMLP or the cytochrome c reduction assay for cells activated with PMA.

Results

Rac1 was expressed deficiently by neutrophils from CBA/CaH mice，which also displayed significantly reduced speed compared with those from BALB/c mice in the chemotactic gradient. Furthermore， superoxide production of neutrophils from CBA/CaH stimulated with either PMA or fMLP， was lower than those from BALB/c mice.

Conclusions

Rac1 may play a key role for mice against-infection through mediating neutrophil chemotaxis and NADPH.

Key words: Neutrophil, Rac, Chemotaxis, Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase

图1 Western blot 检测两种小鼠Rac1 蛋白表达量经fMLP 诱导或不经fMLP 诱导的BALB/c 小鼠中性粒细胞Rac1 蛋白的表达量（第1 和第2 道）均高于CBA/CaH 小鼠（第3 和第4 道）。第1道为BALB/c 小鼠中性粒细胞经fMLP 诱导后，可见明显的蛋白表达条带；第2 道为BALB/c 小鼠中性粒细胞未经fMLP 诱导，蛋白表达与第1 道近似；第3 道为CBA/CaH 小鼠中性粒细胞经fMLP 诱导后，蛋白表达条带较第1 道和第2 道弱；第4 道为CBA/CaH 小鼠中性粒细胞未经fMLP 诱导，蛋白表达条带模糊不清；M 为标记蛋白，β-actin 作为内参

表1 BALB/c 和CBA/CaH 小鼠中性粒细胞在fMLP 刺激下的运动速度（，nm/s）

组别	细胞运动速度
BALB/c组	8.54±0.22^a
CBA/CaH组	7.50±0.32

表1 BALB/c 和CBA/CaH 小鼠中性粒细胞在fMLP 刺激下的运动速度（，nm/s）

组别	细胞运动速度
BALB/c组	8.54±0.22^a
CBA/CaH组	7.50±0.32

图2 BALB/c 小鼠和CBA/CaH 小鼠中性粒细胞在fMLP 刺激下运动速度比较在化学诱导剂fMLP 的刺激下，BALB/c 小鼠中性粒细胞向诱导剂方向运动的速度较CBA/CaH 小鼠快，差异有统计学意义（^aP ＜0.05）

表2 BALB/c 和CBA/CaH 小鼠骨髓中性粒细胞分别经fMLP 和PMA 刺激后，过氧化物的产量（，ng）

组别	fMLP	PMA
BALB/c	1.15±0.25^a	5.02±0.69^a
CBA/CaH	0.36±0.04	2.17±0.81

表2 BALB/c 和CBA/CaH 小鼠骨髓中性粒细胞分别经fMLP 和PMA 刺激后，过氧化物的产量（，ng）

组别	fMLP	PMA
BALB/c	1.15±0.25^a	5.02±0.69^a
CBA/CaH	0.36±0.04	2.17±0.81

图3 BALB/c 和CBA/CaH 小鼠骨髓中性粒细胞经fMLP 或PMA 激活后，过氧化物产生量的比较 BALB/c 和CBA/CaH 小鼠骨髓中性粒细胞经fMLP 或PMA 激活后，BALB/c 小鼠的中性粒细胞产生过氧化物的量高于CBA/CaH 小鼠中性粒细胞，差异有统计学意义（^aP ＜0.05）

1	Abo A， Pick E， Hall A， et al. Activation of the NADPH oxidase involves the small GTP-binding protein p21rac1. Nature， 1991，353（6345）：668-670.
2	Zhong B， Jiang K， Gilvary DL， et al. Human neutrophils utilize a Rac/Cdc42-dependent MAPK pathway to direct intracellular granule mobilization toward ingested microbial pathogens. Blood， 2003，101（8）：3240-3248.
3	Haataja L，Groffen J，Heisterkamp N. Characterization of RAC3， a novel member of the Rho family. J Biol Chem， 1997，272（33）：20384-20388.
4	Roberts AW， Kim C， Zhen L， et al. Deficiency of the hematopoietic cell-specific Rho family GTPase Rac2 is characterized by abnormalities in neutrophil function and host defense. Immunity， 1999，10（2）：183-196.
5	Glogauer M， Marchal CC， Zhu F， et al. Rac1 deletion in mouse neutrophils has selective effects on neutrophil functions. J Immunol，2003，170（11）：5652-5657.
6	Benard V， Bohl BP， Bokoch GM. Characterization of rac and cdc42 activation in chemoattractant-stimulated human neutrophils using a novel assay for active GTPases. J Biol Chem， 1999，274（19）：13198-13204.
7	Yamauchi A， Marchal CC， Molitoris J， et al. Rac GTPase isoform-specific regulation of NADPH oxidase and chemotaxis in murine neutrophils in vivo. Role of the C-terminal polybasic domain. J Biol Chem， 2005，280（2）：953-964.
8	Dinauer MC. Regulation of neutrophil function by Rac GTPases. Curr Opin Hematol， 2003，10（1）：8-15.
9	Hu Y， Farah CS， Ashman RB. Isolates of Candida albicans that differ in virulence for mice elicit strain-specific antibody-mediated protective responses. Microbes Infect， 2006，8（3）：612-620.
10	Hu Y， Farah CS， Ashman RB. Effector function of leucocytes from susceptible and resistant mice against distinct isolates of Candida albicans. Immunol Cell Biol， 2006，84（5）：455-460.
11	Eddy RJ， Pierini LM， Maxfield FR. Microtubule asymmetry during neutrophil polarization and migration. Mol Biol Cell， 2002，13（12）：4470-4483.
12	Niggli V. Signaling to migration in neutrophils： importance of localized pathways. Int J Biochem Cell Biol， 2003，35（12）：1619-1638.
13	Bishop AL， Hall A. Rho GTPases and their effector proteins. Biochem J， 2000，348（Pt2）：241-255.
14	Li S， Yamauchi A， Marchal CC， et al. Chemoattractant-stimulated Rac activation in wild-type and Rac2-deficient murine neutrophils：preferential activation of Rac2 and Rac2 gene dosage effect on neutrophil functions. J Immunol， 2002，169（9）：5043-5051.
15	Zhang H， Sun C， Glogauer M， et al. Human neutrophils coordinate chemotaxis by differential activation of Rac1 and Rac2. J Immunol，2009，183（4）：2718-2728.
16	Sun CX， Downey GP， Zhu F， et al. Rac1 is the small GTPase responsible for regulating the neutrophil chemotaxis compass. Blood，2004，104（12）：3758-3765.
17	Brinkmann V， Reichard U， Goosmann C， et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science， 2004，303（5663）：1532-1535.
18	Lim MB， Kuiper JW， Katchky A， et al. Rac2 is required for the formation of neutrophil extracellular traps. J Leukoc Biol， 2011，90（4）：771-776.
19	Bianchi M， Hakkim A， Brinkmann V， et al. Restoration of NET formation by gene therapy in CGD controls aspergillosis. Blood， 2009，114（13）：2619-2622.
20	Kim C， Dinauer MC. Rac2 is an essential regulator of neutrophil nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase activation in response to specific signaling pathways. J Immunol， 2001，166（2）：1223-1232.

[1]	杨琳, 尹如铁. 外阴白色病变病因研究及治疗现状[J/OL]. 中华妇幼临床医学杂志(电子版), 2024, 20(02): 157-165.
[2]	王振宇, 张洪美, 荆琳, 何名江, 闫奇. 膝骨关节炎相关炎症因子与血浆代谢物间的因果关系及中介效应[J/OL]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2024, 19(06): 467-473.
[3]	郑宝英, 黄小兰, 贾楠, 朱春梅. 儿童难治性肺炎支原体肺炎早期预警指标[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(04): 215-221.
[4]	胡思平, 熊性宇, 徐航, 杨璐. 衰老相关分泌表型因子在前列腺癌发生发展中的作用机制[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(05): 425-434.
[5]	杨柳, 陈佳, 孙雅娟, 陈娇, 谭明超, 龚明福. 抗中性粒细胞胞浆抗体相关性血管炎的胸部CT 及临床特征分析[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2024, 17(05): 744-749.
[6]	何慧玲, 鲁祖斌, 冯嘉莉, 梁声强. 术前外周血NLR和PLR对结肠癌术后肝转移的影响[J/OL]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2024, 13(05): 682-687.
[7]	赵泽云, 李建男, 王旻. 中性粒细胞胞外诱捕网在结直肠癌中的研究进展[J/OL]. 中华结直肠疾病电子杂志, 2024, 13(06): 524-528.
[8]	张少青, 吕玉风, 董海霞. 中性粒细胞百分比/白蛋白比值对维持性血液透析患者全因死亡的预测作用[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2024, 13(06): 321-326.
[9]	帖璇, 苏晓乐, 王利华. 抗中性粒细胞胞质抗体相关性血管炎治疗研究进展[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2024, 13(06): 345-351.
[10]	王益, 许璐. 依达拉奉右莰醇治疗急性缺血性卒中的疗效及对患者血清Trx、NLR水平的影响[J/OL]. 中华脑科疾病与康复杂志(电子版), 2024, 14(06): 359-364.
[11]	孙文恺, 沈青, 杭丽, 张迎春. 纤维蛋白原与清蛋白比值、中性粒细胞与白蛋白比值、C反应蛋白与溃疡性结肠炎病情评估和预后的关系[J/OL]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2024, 14(05): 426-431.
[12]	高静, 夏婷婷. 血清乳酸脱氢酶、中性粒细胞/淋巴细胞比值、血浆纤维蛋白原/前白蛋白比值对晚期结直肠癌患者姑息化疗效果与不良反应的评价[J/OL]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2024, 14(03): 203-207.
[13]	崔秋子, 姚红曼, 艾迎春. 监测NLR、PLR、CAR、白蛋白、血钙及血糖指标水平对急性胰腺炎患者急性肾损伤的预测价值分析[J/OL]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2024, 14(03): 244-248.
[14]	张杰, 纪东华. 预测和评估外周动脉疾病严重程度理化指标的研究现状[J/OL]. 中华介入放射学电子杂志, 2024, 12(02): 176-179.
[15]	席静妮, 李娜, 张琪. 中性粒细胞与淋巴细胞比值对老年重症社区获得性肺炎进展为脓毒症的预测价值[J/OL]. 中华老年病研究电子杂志, 2024, 11(03): 28-31.

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