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背景
急性呼吸窘迫综合症(Acute respiratory distress syndrome , ARDS)是ICU中常见的危重病之一,尽管其治疗手段不断提高,但中、重度ARDS病人的病死率仍然高达40%。肺纤维化是ARDS的严重后果,其严重的影响ARDS患者的预后和幸存后的生活质量。肺纤维化的基本病理改变是纤维性病灶的形成,其主要组成细胞是活化的肌成纤维细胞,它是合成细胞外基质(ECM)的最主要细胞。目前的研究表明,内皮间质转分化(EndoMT)作为肌成纤维细胞的一种重要来源,受到广泛的关注,但是其分子机制尚未完全明确。中期因子(midkine, MK)作为一种分泌型的肝素结合生长因子参与细胞的多种生理活动,包括细胞的生长、增殖、迁移、分化等,在正常成人中弱表达,在机体损伤、修复等多种病理情况下,表达增强。我们课题组的前期研究表明:MK通过NOX1-MK-Notch2-ACE信号途径参与机械牵张诱导的人肺上皮细胞(BEAS-2B)发生上皮间质转分化(EMT)的过程,沉默MK及其受体Notch2的表达,都能够部分逆转由机械牵张引起BEAS-2B发生的EMT。同时,我们发现MK在ARDS病人血浆中的浓度远远高于健康志愿者。然而,MK对人肺动脉内皮细胞(HPAEC)发生EndoMT的作用尚未明确,因此,研究MK在HPAEC发生EndoMT中的作用及其相关的分子机制尤为重要,可为ARDS相关肺纤维化的治疗找到潜在而且重要的治疗靶点。
目的
本研究通过探讨MK在HPAEC发生EndoMT中的作用及其相关分子机制,为进一步深入研究ARDS相关肺纤维化的发病机制提供理论依据,为ARDS相关肺纤维化的治疗提供新的治疗靶点。
方法
(1)在体外给予HPAEC不同浓度rh-MK(100ng/ml、200ng/ml),不同刺激时间(24h、48h),探索rh-MK对HPAEC的影响。运用蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测rh-MK刺激HPAEC后,内皮细胞标志物:血小板内皮细胞粘附分子-1(CD31),间质细胞标志物:波形蛋白(Vimentin)及Notch2的表达情况;
(2)选择最佳浓度rh-MK刺激HPAEC24h、48h,用WesternBlot技术检测内皮细胞标志物:血管内皮钙粘蛋白(VE-cadherin)、间质细胞标志蛋白:神经钙粘蛋白(N-cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)及小窝蛋白-1(Caveolin-1)、血管紧张素转化酶(ACE)的表达水平;
(3)应用Dharmacon转染试剂将Caveolin-1siRNA转染至HPAEC细胞24h后给予rh-MK刺激48h后,收集细胞,运用WesternBlot技术检测内皮细胞标志物:CD31、VE-cadherin,间质细胞标志物:Vimentin、N-cadherin、α-SMA及Notch2、Caveolin-1、ACE的蛋白表达水平。
结果
(1)200ng/mlrh-MK刺激HPEAC48h,可以诱导HPAEC发生EndoMT,表现为:内皮标志物CD31、VE-cadherin表达下调,间质标志物Vimentin、N-cadherin、α-SMA以及Notch2、ACE表达上调;
(2)100ng/mlrh-MK刺激HPEAC24h,引起Vimentin蛋白表达上调;200ng/mlrh-MK刺激HPEAC24h,引起Vimentin、α-SMA、Notch2蛋白表达上调;而Caveolin-1表达在200ng/mlrh-MK刺激HPEAC24h、48h无明显变化;
(3)Caveolin-1siRNA能够有效地减少Caveolin-1蛋白的表达;
(4)沉默Caveolin-1,可逆转rh-MK刺激HPAEC诱导的EndoMT,及引起ACE的表达下调,而Notch2表达不变。
结论
MK可以通过Notch2-Caveolin-1-ACE信号通路诱导HPAEC发生EndoMT,其中,Caveolin-1作为一个关键蛋白参与到MK诱导的EndoMT的过程中,阻断Caveolin-1可以逆转内皮间质转分化的发生,可作为ARDS肺纤维化新的治疗靶点。
急性呼吸窘迫综合症(Acute respiratory distress syndrome , ARDS)是ICU中常见的危重病之一,尽管其治疗手段不断提高,但中、重度ARDS病人的病死率仍然高达40%。肺纤维化是ARDS的严重后果,其严重的影响ARDS患者的预后和幸存后的生活质量。肺纤维化的基本病理改变是纤维性病灶的形成,其主要组成细胞是活化的肌成纤维细胞,它是合成细胞外基质(ECM)的最主要细胞。目前的研究表明,内皮间质转分化(EndoMT)作为肌成纤维细胞的一种重要来源,受到广泛的关注,但是其分子机制尚未完全明确。中期因子(midkine, MK)作为一种分泌型的肝素结合生长因子参与细胞的多种生理活动,包括细胞的生长、增殖、迁移、分化等,在正常成人中弱表达,在机体损伤、修复等多种病理情况下,表达增强。我们课题组的前期研究表明:MK通过NOX1-MK-Notch2-ACE信号途径参与机械牵张诱导的人肺上皮细胞(BEAS-2B)发生上皮间质转分化(EMT)的过程,沉默MK及其受体Notch2的表达,都能够部分逆转由机械牵张引起BEAS-2B发生的EMT。同时,我们发现MK在ARDS病人血浆中的浓度远远高于健康志愿者。然而,MK对人肺动脉内皮细胞(HPAEC)发生EndoMT的作用尚未明确,因此,研究MK在HPAEC发生EndoMT中的作用及其相关的分子机制尤为重要,可为ARDS相关肺纤维化的治疗找到潜在而且重要的治疗靶点。
目的
本研究通过探讨MK在HPAEC发生EndoMT中的作用及其相关分子机制,为进一步深入研究ARDS相关肺纤维化的发病机制提供理论依据,为ARDS相关肺纤维化的治疗提供新的治疗靶点。
方法
(1)在体外给予HPAEC不同浓度rh-MK(100ng/ml、200ng/ml),不同刺激时间(24h、48h),探索rh-MK对HPAEC的影响。运用蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测rh-MK刺激HPAEC后,内皮细胞标志物:血小板内皮细胞粘附分子-1(CD31),间质细胞标志物:波形蛋白(Vimentin)及Notch2的表达情况;
(2)选择最佳浓度rh-MK刺激HPAEC24h、48h,用WesternBlot技术检测内皮细胞标志物:血管内皮钙粘蛋白(VE-cadherin)、间质细胞标志蛋白:神经钙粘蛋白(N-cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)及小窝蛋白-1(Caveolin-1)、血管紧张素转化酶(ACE)的表达水平;
(3)应用Dharmacon转染试剂将Caveolin-1siRNA转染至HPAEC细胞24h后给予rh-MK刺激48h后,收集细胞,运用WesternBlot技术检测内皮细胞标志物:CD31、VE-cadherin,间质细胞标志物:Vimentin、N-cadherin、α-SMA及Notch2、Caveolin-1、ACE的蛋白表达水平。
结果
(1)200ng/mlrh-MK刺激HPEAC48h,可以诱导HPAEC发生EndoMT,表现为:内皮标志物CD31、VE-cadherin表达下调,间质标志物Vimentin、N-cadherin、α-SMA以及Notch2、ACE表达上调;
(2)100ng/mlrh-MK刺激HPEAC24h,引起Vimentin蛋白表达上调;200ng/mlrh-MK刺激HPEAC24h,引起Vimentin、α-SMA、Notch2蛋白表达上调;而Caveolin-1表达在200ng/mlrh-MK刺激HPEAC24h、48h无明显变化;
(3)Caveolin-1siRNA能够有效地减少Caveolin-1蛋白的表达;
(4)沉默Caveolin-1,可逆转rh-MK刺激HPAEC诱导的EndoMT,及引起ACE的表达下调,而Notch2表达不变。
结论
MK可以通过Notch2-Caveolin-1-ACE信号通路诱导HPAEC发生EndoMT,其中,Caveolin-1作为一个关键蛋白参与到MK诱导的EndoMT的过程中,阻断Caveolin-1可以逆转内皮间质转分化的发生,可作为ARDS肺纤维化新的治疗靶点。