【摘 要】
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支气管哮喘(简称“哮喘”)是一种以气道炎症、可逆性气流受限、气道高反应性(AHR)和气道重塑为主要特征的慢性呼吸系统疾病,其在病理上的表现包括杯状细胞和分泌型腺体的数量增加,气道上皮的损伤,上皮下纤维化的形成,气道平滑肌的增加伴有血管的增加。尽管医学和科学有了显着的进步,但哮喘仍然持有相当高的发病率。常规药物对轻度至中度哮喘患者有效,但对重度哮喘患者则疗效甚微。近年来研究表明,外泌体在包括哮喘在內
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支气管哮喘(简称“哮喘”)是一种以气道炎症、可逆性气流受限、气道高反应性(AHR)和气道重塑为主要特征的慢性呼吸系统疾病,其在病理上的表现包括杯状细胞和分泌型腺体的数量增加,气道上皮的损伤,上皮下纤维化的形成,气道平滑肌的增加伴有血管的增加。尽管医学和科学有了显着的进步,但哮喘仍然持有相当高的发病率。常规药物对轻度至中度哮喘患者有效,但对重度哮喘患者则疗效甚微。近年来研究表明,外泌体在包括哮喘在內的过敏性疾病中发挥着重要作用。外泌体作为细胞外囊泡,其直径大小为30-100 nm,可携带多种不同的信息分子如核酸[DNA、m RNA和micro RNA(mi RNA)]、脂质、蛋白质和特定的细胞表面标志物。外泌体实现了细胞与细胞间的通讯,并涉及多种包括哮喘在内的疾病的病理过程和细胞功能。血液循环中大部分的外泌体是来源于巨噬细胞。根据极化方式的差别,巨噬细胞主要分为两种类型,即促炎性的M1型和抗炎性的M2型巨噬细胞。mi RNA是外泌体内容物的主要成分,其参与炎症反应,组织修复和纤维化形成等作用均见报道。M2型巨噬细胞来源的外泌体(M2Φ-Exos)对哮喘疾病发生发展的作用以及其所涉及的分子机制却鲜有报道。在本项研究中,根据mi RNA微阵列分析,确定mi R-370为经M2Φ-Exos处理后显著上调的mi RNA。mi RNA是具有物种间高度保守性的非编码小RNA,通常是由21到25个核苷酸组成,其主要功能是通过直接结合靶标m RNA的3’非翻译区(3’UTR)从而抑制靶基因的表达。据报道,mi R-370可减少急性肺炎中的细胞凋亡和炎症损伤,但其在哮喘肺损伤中的作用仍然不清楚。本项研究综合生物信息学分析,预测出成纤维细胞生长因子1(FGF1)是mi R-370的直接靶基因。FGF1是FGF家族成员之一,在发育、伤口愈合、血管生成和代谢过程中发挥着多种功能及作用。有研究表明FGF1在特发性肺纤维化中高表达,并且与伤口愈合和纤维化形成密切相关。本研究通过探讨M2Φ-Exos、mi R-370、FGF1在OVA诱导的哮喘小鼠模型和血小板衍生生长因子(PDGF-BB)处理的支气管平滑肌细胞(ASMCs)模型中的内源性表达,以及与肺部炎症和肺纤维化的关系,来明确M2Φ-Exos、mi R-370、FGF1与哮喘疾病的关系,并在此基础上进一步研究mi R-370是否通过FGF1/MAPK/STAT1途径发挥对缓解哮喘发生发展的保护作用。本项对M2Φ-Exos在哮喘进展中的作用及其潜在分子机制的探索为哮喘的治疗提供新的理论依据和实验依据。方法:用卵清蛋白(OVA)诱导小鼠哮喘模型并用M2Φ-Exos给予处理。应用ELISA检测小鼠肺组织中炎性细胞因子的分泌,分类并计数肺泡灌洗液中的炎性细胞的数目,Masson染色和HE染色来明确肺部纤维化的生成和炎性细胞的浸润,Tunel染色反映肺部损伤情况。用PDGF-BB处理ASMCs进行体外实验,检测ASMCs的增殖、迁移和侵袭的能力以及与炎症和纤维化相关因子的表达。使用mi RNA微阵列筛选出M2Φ-Exos处理后差异表达的mi RNA。利用mi RDB、Starbase、target Scan生物信息学网站预测出FGF1为mi R-370的靶向基因。将mi R-370和FGF1的表达改变引入小鼠和细胞模型,应用Western blot、Real-time PCR、免疫荧光和免疫组化等方法来验证M2Φ-Exos在哮喘进展中的作用与功能。实验结果:M2Φ-Exos显著减轻了OVA诱导的小鼠肺组织纤维化和炎症反应,并抑制了PDGF-BB处理后ASMCs中异常增殖和侵袭以及与纤维化相关的细胞因子和蛋白的产生。M2Φ-Exos处理后,mi R-370在动物模型和细胞模型中都显著上调。FGF1被确定为是mi R-370的靶基因。mi R-370的抑制剂或FGF1的过表达可抑制M2Φ-Exos在小鼠和细胞模型中的保护作用。M2Φ-Exos抑制了MAPK信号通路,该信号通路通过进一步过表达mi R-370的抑制剂或FGF1得以恢复激活。结论:1.M2Φ-Exos抑制OVA诱导小鼠哮喘模型的肺部损伤和炎性细胞因子的分泌。2.M2Φ-Exos抑制PDGF-BB诱导的ASMCs增殖、侵袭、炎症和纤维化。3.M2Φ-Exos携带mi R-370靶向FGF1,并抑制FGF1的表达。4.Lv-FGF1或Lv-mi R-370抑制剂可阻断M2Φ-Exos对哮喘模型的保护作用。5.FGF1通过激活MAPK/STAT1信号通路发挥功能与作用。
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