ラット肝細胞におけるリポ多糖によって誘導されるアルブミン発現の還元のメカニズム

背景：低アルブミン血症の重症度は、いくつかの重大な病気の罹患率と死亡率に関連していることが示されており、低アルブミン血症の分子メカニズムをよりよく理解する必要性を示しています。リポ多糖（LPS）は、敗血症および敗血症性ショックで低アルブミン血症を誘導する重要なメディエーターです。本研究は、アルブミン発現の還元がLPSによって直接誘導され、ラット肝細胞の活性化細胞外シグナル調節プロテインキナーゼ（ERK）およびp38マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）によって調節されるかどうかを特定するように設計されました。 方法：一次ラット肝細胞を5つのグループに分けました。そのうちの2つでは、肝細胞を通常の生理食塩水または1マイクログ/mL LPSで処理し、その後、治療後0、2、8、12、24時間でアルブミンmRNA発現を観察しました。別のグループでは、肝細胞を100、40、または20ミクロモール/Lのシクロヘキシミド（CHX、タンパク質合成の阻害剤）で30分間前処理した後、1マイクログ/mL LPSを24時間前にしました。次に、RT-PCRの細胞からRNAを抽出して、アルブミンの発現を検出しました。他の2つのグループは、1マイクログ/ML LPS治療の30分前に30分前に、SB203580（P38 MAPK阻害剤）またはPD98059（ERK阻害剤）の1ミクロモール/L、10ミクロモール/L、50ミクロモール/Lの投与されました。24時間のLPS治療の後、上清を収集し、アルブミン濃度についてアッセイしました。データは、一元配置分散分析によって分析され、次にニューマンキュールテストが続きました。P <0.05は有意とみなされました。 結果：通常の生理食塩水による24時間治療中に、対照群でアルブミンmRNA発現に著しい変化はありませんでした。LPS治療の24時間後に減少は発生しませんでしたが、24時間（0.587対0.832、p = 0.007）で対照群と比較して、アルブミンmRNAがほぼ30％減少しました。CHXは、LPSによって誘導されるアルブミンmRNAの減少を阻害する可能性があり、その効果はCHXの用量と相関していました。ERK阻害剤PD98059は、3つの濃度（119.7、111.4および80.0 ng/ml対44.4 ng/ml、P = 0.0013、0.0025および0.009）でLPS誘導アルブミン産生の有意な増加を引き起こしました。10と50の濃度のLPS処理細胞でマイクロモール/L（87.5および93.6 ng/ml対44.4 ng/ml、p = 0.0076および0.0049）。 結論：LPSは、新しい合成タンパク質によるアルブミン発現の減少を間接的に誘導する可能性があり、プロセスはERKおよびp38キナーゼのシグナルタンパク質に関連している可能性があります。ERKおよびp38キナーゼは、LPS誘発性低アルブミン血症の重要なシグナル伝達経路であり、敗血症および敗血症性ショックにおける低アルブミン血症の分子メカニズムを研究する際に理解する価値があります。

BACKGROUND: The severity of hypoalbuminemia has been shown to be related to morbidity and mortality in some critical illnesses, illustrating the need for better understanding of molecular mechanism of hypoalbuminemia. Lipopolysaccharide (LPS) is a key mediator inducing hypoalbuminemia in sepsis and septic shock. The present study was designed to identify if the reduction of albumin expression is directly induced by LPS and modulated by activated extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in rat hepatocytes. METHODS: Primary rat hepatocytes were divided into five groups. In two of them, hepatocytes were treated with normal saline or 1 microg/ml LPS, then albumin mRNA expression was observed at 0, 2, 8, 12 and 24 hours after treatment. In another group, hepatocytes were pretreated with 100, 40 or 20 micromol/L of cycloheximide (CHX, an inhibitor of protein synthesis) for 30 minutes followed by 1 microg/ml LPS for 24 hours. Then the RNA was extracted from the cells for RT-PCR to detect the expression of albumin. The other two groups were administered 1 micromol/L, 10 micromol/L and 50 micromol/L of SB203580 (p38 MAPK inhibitor) or PD98059 (ERK inhibitor) 30 minutes prior to 1 microg/ml LPS treatment. After 24 hours of LPS treatment, the supernatant was collected and assayed for albumin concentrations. Data were analyzed by one-way analysis of variance, followed by the Newman-Keul test; a P<0.05 was considered significant. RESULTS: There was no marked change in albumin mRNA expression in the control group during 24-hours treatment with normal saline. The reduction did not occur until 24 hours after LPS treatment, and albumin mRNA decreased by 30% approximately compared to the control group at 24 hours (0.587 vs 0.832, P=0.007). CHX could inhibit the decline of albumin mRNA induced by LPS and the effect was correlated with the dose of CHX. The ERK inhibitor PD98059 caused a significant increase in LPS-induced albumin production at the three concentrations (119.7, 111.4 and 80.0 ng/ml vs 44.4 ng/ml, P=0.0013, 0.0025 and 0.009, respectively), whereas SB203580 obviously blocked albumin reduction in LPS-treated cells at the concentrations of 10 and 50 micromol/L (87.5 and 93.6 ng/ml vs 44.4 ng/ml, P=0.0076 and 0.0049, respectively). CONCLUSIONS: LPS can induce the reduction of albumin expression by new synthesized proteins indirectly, and the process may be related to the signal proteins of ERK and p38 kinase. The ERK and p38 kinase are critical signaling pathways in LPS-induced hypoalbuminemia which is worthwhile to understand in studying the molecular mechanism of hypoalbuminemia in sepsis and septic shock.