看看最近的文章

“急性期”一词最初是由Avery及其同事提出的，指从急性感染性疾病患者中获得的含有c反应蛋白(CRP)的血清[1,2]。急性期反应(APR)是由感染、组织损伤、创伤或由大量细胞因子启动和调节的免疫紊乱引起的机体局部或全身稳态紊乱的系统性反应。最引人注目的是，肝脏蛋白质合成的模式被彻底改变，导致一些血浆蛋白质的增加。一般来说，在受伤或感染的第一周，浓度可能增加25%的蛋白质被归类为阳性APR反应物[3]。与此同时，其他几种蛋白质的产生，即负APRs，是代偿性减少。APR阳性和阴性反应物作为疾病传感器的测量在临床上是有用的，因为它们是炎症疾病的传感器[4,5]。细菌脂多糖(LPS)，也被称为内毒素或脂聚糖，是在啮齿类动物[6]中诱导APR的一个成熟的实验模型。尽管人和小鼠对LPS的敏感性有几个数量级的差异，但大多数APRs反应物的定量和定性模式以及相关的临床症状是相似的[7,8]。

先前的研究表明，缺锌可以增强APR、炎症反应和APR反应物的表达在体外而且在活的有机体内通过上调JAK-STAT3通路[9]。同样，临床低磷血症通过损害宿主防御和其他细胞功能的高能底物可用性，从而促进并发症的发展，从而在危重患者中引发更强的APR[10]。相反，严重的铁缺乏通过钝化NF-κB通路的激活、巨噬细胞NF-κB反应基因的诱导以及影响肝细胞[11]中hepcidin的表达来钝化对LPS的反应。此外，还发现硒对培养肝细胞ARP的调节作用[12,13]。这些研究表明，不同金属或类金属的状态对APR振幅有影响。然而，应用LPS后微量金属动力学的详细分析尚未报道。

在之前的研究中，我的团队优化了基于激光消融电感耦合质谱(LA-ICP-MS)的方案，用于实验性威尔逊氏病模型和患有这种遗传性疾病的患者临床样本的肝脏切片中痕量金属成像[14-16]。这些方案具有多元素能力，并允许以高空间分辨率定量组织内的大量金属和类金属。简而言之，LA-ICP-MS是基于使用精细聚焦激光束消融组织材料。随后，使用惰性载气流将烧蚀材料输送到质谱仪的电感耦合等离子体源中。在那里，它被汽化、原子化和电离，不同的元素根据它们的质量/电荷比[17]被分离。

通过该方法，我们发现铜在动物肝脏和大脑中的积累是年龄依赖性的Atp7b同时诱导肝脏铁和锌含量失衡，这表明LA-ICP-MS技术在显示组织内金属成分的复杂变化方面是强大和创新的。

本文采用LA-ICP-MS技术分析LPS攻毒后肝脏微量金属的变化。内毒素按标准操作程序[6]按1mg /kg体重经腹腔注射C57BL/6野生型小鼠(每组n= 3只)。对照组动物接受相同体积的载体(即0.9% NaCl)。1小时和6小时后，动物被宰杀，肝脏被取出并冷冻。30µm厚的组织冷冻切片用于组织的LA-ICP-MS测量，并在之前报道的条件下进行分析[14,15]。元素分布的图像在Microsoft Excel中生成，并在Excel激光消融成像(ELAI)可视化工具的帮助下进行可视化，如[18]前所述。从均质肝组织中加入不同浓度的标准盐溶液制备标准。

虽然在本分析中，LA-ICP-MS图像显示肝脏锰(Mn)、镁(Mg)、铁(Fe)、铜(Cu)和锌的浓度在LPS刺激后没有明显变化，但磷(P)的含量在LPS注射后2小时就出现了显著增加，并持续了6小时以上(图1)。P的增加与肝钾(K)的增加和随后肝钠(Na)的下降相吻合。

图1。LA-ICP-MS测定正常和炎症小鼠肝脏中元素含量。小鼠肝脏标本在LPS注射后2 ~ 6小时分离。以等量0.9% NaCl喂养的动物作为对照。通过LA-ICP-MS成像Na、P、K、Mn、Mg、Fe、Cu、Zn、C的浓度和分布。光显微镜(LM)的照片，各自的肝脏标本在放大4倍描绘的方向。确定的元素浓度以颜色刻度显示，并以µg/g肝组织表示。C用于归一化，单位为%。更多关于样品制备，测量和数据分析的信息在其他地方[16]。

在我看来，这项初步的试点研究表明，小鼠的LPS挑战导致了一个精心策划的程序，影响P、K和Na的肝脏浓度。可能，LPS启动首先会刺激全身磷重新分配到肝脏，随后K重新定位，作为正反离子恢复整体电荷。过量的K的流入可能在第二步由Na的流出来补偿。

人们很容易推测，P从外周重新分配到肝脏可能是启动不同APR信号级联的必要条件，主要由转录因子的磷酸化激活，从而迅速产生急性期蛋白[6,19]。另外，所观察到的元素流入和流出模式是由内毒素血症[20]后炎症细胞浸润炎症组织的不同亚群继发引起的。

综上所述，本研究表明，小鼠注射LPS可促进肝脏内元素的显著分布。这组实验远远超出了阐明导致各自重新分布的意义和确切的生物学机制。然而，图1中描述的测量表明，LA-ICP-MS技术允许记录和量化各自的变化。

在未来的研究中，我和我的研究团队将更详细地研究不同炎症触发物挑战后肝组织内金属变化的精确动力学和生物学后果。可能是这样。”微量金属在肝脏炎症中的可塑性新认识“调查将有助于开发新的治疗方法来治疗超调apr。

评论动物操纵

本研究中使用的所有小鼠都得到了人道的照顾，并根据机构动物护理和使用委员会的指导方针和政府要求进行了安置。

确认

作者非常感谢Astrid Kueppers (ZEA-3, Forschungszentrum Jülich, Jülich，德国)和Ricarda Uerlings (IFMPEGKC，亚琛工业大学医院，亚琛，德国)在LA-ICP-MS测量方面的出色技术支持。此外，作者感谢先前在我的研究所工作的Sorina G. Boaru在执行LPS注射方面的帮助。

给予的支持

作者得到了德国Forschungsgemeinschaft (SFB/TRR 57项目P13和Q3)和亚琛IZKF(项目E7-6)的资助。

参考文献

1. Abernethy TJ, Avery OT(1941)急性感染期间血液中通常不存在的一种蛋白质的发生:I.患者血清中反应蛋白的分布和钙对肺炎球菌c多糖絮凝反应的影响。J实验医学73: 173 - 182。(Crossref)
2. Macleod CM, Avery OT(1941)急性感染期间血液中通常不存在的一种蛋白质的发生:反应蛋白的分离与性质。J实验医学73: 183 - 190。(Crossref)
3. 库什纳I(1982)急性期反应现象。Ann N Y学院科学389: 39-48。(Crossref)
4. Peracaula R, Sarrats A, Rudd PM(2010)肝脏蛋白作为人类恶性肿瘤和炎症的传感器。蛋白质组学临床应用4: 426 - 431。(Crossref)
5. Jain S, Gautam V, Naseem S(2011)急性期蛋白:作为诊断工具。药物生物联合科学3: 118 - 127。(Crossref)
6. 李志强，李志强，李志强，李志强(2015)脂多糖诱导小鼠炎症性肝损伤的研究进展。实验室动物49: 37-46。(Crossref)
7. Warren HS, Fitting C, Hoff E, adib - y M, Beasley-Topliffe L，等。(2010)细菌感染恢复能力的差异可能与血清蛋白有关。J感染病201: 223 - 232。(Crossref)
8. 李志刚，李志刚，李志刚，李志刚(1997)免疫缺陷小鼠内毒素休克的实验研究。J Immunol159: 970 - 975。(Crossref)
9. 刘俊杰，鲍s, Napolitano JR, Burris DL, Yu L，等。(2014)锌通过JAK-STAT3信号通路调控脓毒症急性期反应和血清淀粉样蛋白A的产生。《公共科学图书馆•综合》9: e94934。(Crossref)
10. 乔瓦尼尼I, Chiarla C, Nuzzo G(2002)肝切除术后患者低磷血症的病理生理和临床相关性及其与脓毒症和预后的关系。冲击18: 111 - 115。(Crossref)
11. Darshan D, Frazer DM, Wilkins SJ, Anderson GJ(2010)严重缺铁会钝化铁调节基因Hamp和促炎细胞因子对脂多糖的反应。Haematologica95: 1660 - 1667。(Crossref)
12. Maehira F, Miyagi I, Eguchi Y(2003)硒在急性期反应中调控转录因子NF-kappaB的激活。临床化学学报334: 163 - 171。(Crossref)
13. 谢晓明，王志强，王志强，Hög A，王志强(2010)硒对小鼠急性期免疫应答和硒蛋白表达的影响。物化学J429: 43-51。(Crossref)
14. 王晓明，王晓明，王晓明，王晓明，等。激光消融诱导耦合等离子体质谱技术在肝纤维化和肝硬化诊断中的应用。《公共科学图书馆•综合》8: e58702。(Crossref)
15. 王晓燕，王晓燕，王晓燕，等(2013)激光消融诱导耦合等离子体质谱成像(LA-ICP-MS)在小鼠肝组织铜沉积中的应用。Int J质谱354 - 355: 281 - 287。
16. Boaru SG, Merle U, Uerlings R, Zimmermann A, Flechtenmacher C, Willheim C, Eder E, Ferenci P, Stremmel W, Weiskirchen R(2015)激光消融诱导耦合等离子体质谱成像在实验性和临床威尔逊氏病中的应用。细胞Mol医学19日:806 - 814。(Crossref)
17. Susnea I, Weiskirchen R(2016)微量金属成像在肝脏金属疾病诊断中的应用。质谱仪35: 666 - 686。(Crossref)
18. Uerlings R, Matusch A, Weiskirchen R(2016)激光消融感应耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)空间分布图像在微软Excel 2007重建。Int J质谱395: 27-35。
19. Dayoub R, Buerger L, Ibrahim S, Melter M, Weiss TS(2017)肝脏再生增强剂(ALR)对肝脏急性期反应具有双重信号影响。Exp Mol Pathol102: 428 - 433。(Crossref)
20. McDonald B, Jenne2021版权归OAT所有。内毒素血症期间，库普弗细胞储备和内皮细胞TLR4激活协调肝窦内中性粒细胞粘附。Am J Physiol胃肠肝脏物理305: G797-G806。(Crossref)