结合蛋白质组学研究S100A4对慢性鼻-鼻窦炎中上皮间质转化的调控作用

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目的:目前慢性鼻-鼻窦炎(CRS)疾病发展的终末环节被认为是鼻粘膜组织发生重塑,上皮间质转化(EMT)参与组织重塑的过程,已经引起越来越多的重视。S100A4参与其他炎症过程的上皮间质转化,但在慢性鼻-鼻窦炎中调控上皮间质转化过程的机制尚不清楚。本文旨在探讨慢性鼻-鼻窦炎中上皮间质转化对鼻粘膜组织重塑的基本作用原理,结合蛋白质组学揭示S100A4在慢性鼻-鼻窦炎的上皮间质转化过程中的调控作用,力求为慢性鼻-鼻窦炎的诊断和治疗提供新的思路和靶点。方法:本研究首先选取9对慢性鼻-鼻窦炎与正常鼻粘膜组织,通过高分辨率线性Orbitrap离子阱质谱仪结合无标记定量法(Label-free quantitation,LFQ)筛选出差异表达蛋白质,同时对质谱数据进行生物信息学深度分析,预测候选的差异蛋白参与的相关网络信号通路。随后,我们选取20对慢性鼻-鼻窦炎病变组织与正常鼻粘膜组织采用RT-qPCR、Western Blot、免疫组织化学检测等技术从体内进行实验验证。最后我们利用HNEpC细胞进行生物学实验方法,包括细胞划痕实验、transwell实验、RNA干扰及转染、免疫荧光,对蛋白质学的预测进行体外验证。结果:无标记定量蛋白质组学分析结果筛选出慢性鼻-鼻窦炎组中的差异表达蛋白质钙结合蛋白(S100A4)和胶原蛋白(COL1A1),并且Western Blot、免疫组化和RT-qPCR均提示S100A4和COL1A1在慢性鼻-鼻窦炎组织中表达水平较正常鼻粘膜组提高。结合生物信息学网络分析S100A4与上皮-间质转化相关通路具有一定相关性,在慢性鼻-鼻窦炎组织中Western Blot和IHC发现上皮标记物E-cad表达下调和间质标记物α-SMA表达上调。随后,我们在人鼻上皮细胞(HNEpC)中发现S100A4和COL1A1表达增高同时伴随着E-cad表达下调和α-SMA表达上调。随即我们用RNA干扰S100A4的表达,通过细胞划痕实验、transwell等实验发现炎症诱导的上皮-间质转化得到了控制。结论:本研究成功通过蛋白质组学数据对慢性鼻-鼻窦炎的发病机制进行了解释,证实S100A4在慢性鼻-鼻窦炎中表达失调,并与上皮间质转化相关。S100A4驱动鼻粘膜上皮细胞向间质细胞转化,从而导致细胞间连结减少,活动增加,转化后的间质细胞分泌COL1A1,使细胞外基质增多,组织水肿,进一步加剧鼻粘膜上皮组织重塑。本研究丰富了慢性鼻-鼻窦炎的发病机制的研究,为寻找慢性鼻-鼻窦炎治疗靶点提供理论基础。
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