坏死性凋亡介导香烟烟雾诱导的巨噬细胞炎症反应和机制研究

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目的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是—种常见的呼吸系统慢性疾病,其患病率、病死率及致残率均较高,是全球第四大死因。其特征是不可逆的气流阻塞和异常的肺部炎症,通常与吸烟有关。COPD最主要的病理生理机制就是人体对吸烟等有害气体造成的慢性气道炎症。香烟烟雾(cigarette smoke,CS)诱导的巨噬细胞炎症反应参与了COPD的病理过程。坏死性调亡是—种程序性坏死方式,与炎症密切相关,但其在COPD中的作用尚不清楚。方法将小鼠暴露于CS环境中1个月,测定支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中炎症细胞数量和炎症细胞因子CXCL1表达,并且使用Western-blot实验分析小鼠肺泡巨噬细胞中坏死调控因子受体相互作用蛋白激酶(receptor-interactive protein kinases,RIPK)1和RIPK3的表达情况。体外培养骨髓源性巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages,BMDMs),香烟烟雾提取物(cigarette smoke extract,CSE)用来处理BMDMs,并且使用CCK8法测定CSE对BMDMs的细胞死亡情况。qRT-PCR和ELISA用于检测CSE诱导的BMDMs的炎症反应中炎症因子(CXCL1、CXCL2和白介素6(Interleukin6,IL6)的表达情况,并且使用坏死性调亡抑制剂(NEC-1和GSK’ 872)再次验证。CCK8、Western-blot 和 qRT-PCR用来检测线粒体靶向抗氧化剂(mitochondria-targeted antioxidant,Mito-TEMPO)对CSE诱导的BMDMs坏死和炎症反应。结果1.CS暴露可以诱导巨噬细胞的坏死CS暴露增加BALF中炎症细胞总数和炎症细胞因子CXCL1表达。Western-blot显示,小鼠肺泡巨噬细胞中坏死调控因子RIPK3的蛋白水平在cS暴露小鼠的肺泡巨噬细胞中显著增加。此外,Western-blot分析表明CSE可以引起BMDMs中RIPK1和RIPK3的升高。2.坏死性调亡调节CSE诱导的BMDMs炎症反应qRT-PCR和ELISA显示CSE可以增加BMDMs中炎症因子(CXCL1、CXCL2和IL6)mRNA和蛋白水平,但是其炎症反应程度可以被坏死性调亡抑制剂(NEC-1和GSK’872)显著抑制。3.线粒体ROS介导CSE诱导的BMDM坏死性调亡和炎症反应CCK8、Western-blot和qRT-PCR显示Mito-TEMPO 可以有效降低了CSE诱导的细胞调亡。结论我们的结果表明CS通过巨噬细胞中线粒体ROS的产生引起坏死性调亡,抑制巨噬细胞坏死调亡可能是COPD患者的有效治疗方法。
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