[摘 要] 目的:探討抑制微小RNA(miR)-193a-5p表達(dá)對(duì)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)大鼠肺纖維化的影響,并闡明相關(guān)作用機(jī)制。方法:60只雄性SD大鼠分為假手術(shù)組、模型組、miR-193a-5p拮抗劑組(Antagomir 組) 和陰性對(duì)照組(Antagomir-NC 組),每組15 只。采用暴露氣管法滴注10 mg·kg-1脂多糖(LPS) 誘導(dǎo)構(gòu)建ARDS 大鼠模型, 假手術(shù)組大鼠滴注等體積生理鹽水, 造模成功后Antagomir 組和Antagomir-NC 組大鼠給予miR-193a-5p Antagomir 或Antagomir-NC 尾靜脈注射。測(cè)定各組大鼠動(dòng)脈血氧分壓(PaO2) 和氧合指數(shù)(OI),HE 和Masson 染色觀察各組大鼠肺組織病理形態(tài)表現(xiàn)及肺組織中膠原纖維沉積情況,試劑盒檢測(cè)各組大鼠肺組織中羥脯氨酸(Hyp) 水平,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA) 法檢測(cè)各組大鼠肺泡灌洗液(BALF) 中炎性因子腫瘤壞死因子α (TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL)-1β 和IL-6 水平,實(shí)時(shí)熒光定量PCR (RT-qPCR) 法檢測(cè)各組大鼠肺組織中miR-193a-5p表達(dá)水平,Western blotting 法檢測(cè)各組大鼠肺組織中β 連環(huán)蛋白(β-catenin)、蝸牛家族轉(zhuǎn)錄抑制因子1(Snail1) 和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白 (α-SMA) 蛋白表達(dá)水平。結(jié)果:與假手術(shù)組比較,模型組大鼠PaO2和OI 均明顯降低(Plt;0. 05);與模型組比較,Antagomir 組大鼠PaO2 和OI 均明顯升高(Plt;0. 05)。HE 染色觀察, 假手術(shù)組大鼠肺組織結(jié)構(gòu)正常, 未見(jiàn)明顯的炎性改變; 與假手術(shù)組比較, 模型組和Antagomir-NC 組大鼠肺組織結(jié)構(gòu)輕度異常,肺泡萎縮塌陷,肺泡腔內(nèi)發(fā)現(xiàn)有大量的淋巴細(xì)胞和少量的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡間隙增寬;與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織的肺泡腔內(nèi)淋巴細(xì)胞明顯減少,中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)較少,未見(jiàn)明顯增生。Masson 染色觀察,假手術(shù)組大鼠肺組織無(wú)明顯藍(lán)色膠原纖維沉積;與假手術(shù)組比較,模型組和Antagomir-NC 組大鼠肺組織中出現(xiàn)大量藍(lán)色膠原纖維沉積,肺泡結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重,呈現(xiàn)明顯的肺纖維化情況;與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織黏液中藍(lán)色染色的膠原纖維沉積明顯減少。與假手術(shù)組比較,模型組大鼠肺組織中Hyp 水平明顯升高(Plt;0. 05);與模型組比較,Antagomir組大鼠肺組織中Hyp 水平明顯降低(Plt;0. 05)。ELISA 法檢測(cè),與假手術(shù)組比較,模型組大鼠BALF 中TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平均明顯升高(Plt;0. 05);與模型組比較,Antagomir 組大鼠BALF 中TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平均明顯降低(Plt;0. 05)。RT-qPCR 法檢測(cè),與假手術(shù)組比較, 模型組大鼠肺組織中miR-193a-5p 表達(dá)水平明顯升高(Plt;0. 05); 與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織中miR-193a-5p 表達(dá)水平明顯降低(Plt;0. 05)。Western blotting 法檢測(cè),與假手術(shù)組比較,模型組大鼠肺組織中β-catenin、Snail1 和α-SMA 蛋白表達(dá)水平均明顯升高(Plt;0. 05);與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織中β-catenin、Snail1 和α-SMA 蛋白表達(dá)水平均明顯降低(Plt;0. 05)。結(jié)論:抑制miR-193a-5p表達(dá)可通過(guò)降低肺組織炎癥反應(yīng)和下調(diào)β-catenin、Snail1及α-SMA等蛋白表達(dá),改善ARDS 大鼠肺功能和肺纖維化。
[關(guān)鍵詞] 微小RNA-193a-5p; 急性呼吸窘迫綜合征; 肺纖維化; Wnt/β-catenin 信號(hào)通路
[中圖分類號(hào)] R563.9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratorydistress syndrome, ARDS) 是由休克、創(chuàng)傷或嚴(yán)重感染等肺內(nèi)外多種直接或間接病因引起的,以肺實(shí)質(zhì)和脈管系統(tǒng)損傷為主要特征的臨床綜合征,主要表現(xiàn)為進(jìn)行性呼吸困難和頑固性低氧血癥[1]。ARDS 是更嚴(yán)重的急性肺損傷(acute lung injury,ALI), 其病理特征為肺間質(zhì)和肺泡水腫、肺小血管內(nèi)微血栓形成、呼吸性細(xì)支氣管和肺泡內(nèi)透明膜形成及肺泡萎陷,晚期可發(fā)展為肺纖維化[2]。肺纖維化是受損的肺組織自我修復(fù)留下瘢痕的過(guò)程,可導(dǎo)致肺換氣功能障礙且不可逆,持續(xù)進(jìn)展會(huì)出現(xiàn)呼吸衰竭[3]。臨床上肺纖維化一般指間質(zhì)性肺疾病的終末期改變,由于其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,確診后生存期短,目前缺乏確切有效的臨床治療方法。因此,明確ARDS 轉(zhuǎn)變成肺纖維化疾病的發(fā)病和分子調(diào)控機(jī)制對(duì)于尋找有效的臨床治療靶點(diǎn)十分重要。微小RNA (micro RNA, miRNA) 是一種天然存在于體內(nèi)的微小型內(nèi)源性非編碼RNA,其通過(guò)與靶基因mRNA 的3'-UTR 區(qū)域結(jié)合,抑制靶基因翻譯或降解靶基因mRNA,行使生物學(xué)功能[4]。近年來(lái),miRNA 的生物學(xué)作用成為研究熱點(diǎn),作為研究較為成熟的非編碼RNA,miRNA 在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域逐漸深入和完善,通過(guò)將miRNA 或miRNA 拮抗劑導(dǎo)入患者體內(nèi),以升高或降低miRNA 表達(dá)水平,從而調(diào)節(jié)下游基因表達(dá), 最終實(shí)現(xiàn)治療效果[5]。PARZIBUT 等[6] 研究表明: 與健康對(duì)照者比較,ARDS 患者血液外泌體中miR-193a-5p 表達(dá)水平明顯升高, 并對(duì)ARDS 具有較高的診斷潛能。JOHNSON 等[7] 研究顯示:血清miR-193a-5p 水平與非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD) 患者活動(dòng)等級(jí)和纖維化分期呈正向關(guān)系。ROY 等[8] 發(fā)現(xiàn): miR-193 是肝纖維化中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β (transforming growth factor- β, TGF- β) 依賴細(xì)胞外基質(zhì)形成的重要調(diào)控基因。研究[9] 顯示:Wnt/β 連環(huán)蛋白(β-catenin) 信號(hào)通路參與早期纖維化的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,抑制Wnt/β-catenin 信號(hào)通路可減輕細(xì)胞表型轉(zhuǎn)變,減少肺纖維化發(fā)生。然而,miR-193a-5p 通過(guò)Wnt/β-catenin 信號(hào)通路參與調(diào)控ARDS 患者肺纖維化進(jìn)程尚未完全闡明。本研究構(gòu)建ARDS 大鼠模型,采用分子生物學(xué)方法,探討抑制miR-193a-5p 表達(dá)對(duì)ARDS 模型大鼠肺纖維化的影響, 并闡明其可能的分子機(jī)制, 為臨床治療ARDS 提供參考。
1 材料與方法
1. 1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、主要試劑和儀器 SPF 級(jí)雄性SD 大鼠60 只, 體質(zhì)量240~280 g, 鼠齡8 周, 購(gòu)自西南醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心, 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYSK (川) 2018-065。動(dòng)物均飼養(yǎng)于溫度為22 ℃~24 ℃,濕度為50%~70% 的SPF 環(huán)境下,自由飲水進(jìn)食, 每日光照12 h, 定期更換墊料。miR-193a-5p 拮抗劑Antagomir 及其陰性對(duì)照試劑Antagomir-NC (廣州銳博生物科技有限公司),腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor- α, TNF- α)、白細(xì)胞介素(interleukin, IL)-1β 和IL-6 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA) 試劑盒[生工生物工程(上海) 股份有限公司], 羥脯氨酸(hydroxyproline, Hyp) 檢測(cè)試劑盒(北京索萊寶科技有限公司),HE 染色試劑盒和Masson 染色試劑盒(上??道噬锟萍加邢薰荆瑢?shí)時(shí)熒光定量PCR (real-time fluorenscencequantitative PCR, RT-qPCR) 試劑盒(北京締一生物科技有限公司)。光學(xué)顯微鏡(日本Nikon 公司),ChemiDoc XRS+化學(xué)發(fā)光凝膠成像系統(tǒng)(美國(guó)Bio-Rad 公司), 7500 RT-qPCR 儀(美國(guó)ABI公司)。
1. 2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型制備和分組 將60只適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周后的雄性SD 大鼠隨機(jī)分成假手術(shù)組、模型組、Antagomir組和Antagomir-NC 組,每組15只。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前,大鼠禁食12 h,假手術(shù)組大鼠經(jīng)氣管暴露后滴注等體積生理鹽水,模型組、Antagomir 組和Antagomir-NC 組大鼠均經(jīng)氣管暴露后滴注10 mg·kg-1 脂 多 糖(lipopolysaccharide,LPS),構(gòu)建ARDS 大鼠模型[10-11]。假手術(shù)組大鼠毛發(fā)光滑,好動(dòng), 食欲佳; 行ARDS 造模的大鼠出現(xiàn)呼吸急促、精神萎靡和食欲不佳等癥狀且肺呼吸功能指標(biāo)氧合指數(shù)(oxygenation index, OI) lt;200 mmHg(1 mmHg=0. 133 kPa),表明ARDS 模型構(gòu)建成功[12]。造模成功后, Antagomir 組和Antagomir-NC 組大鼠經(jīng)尾靜脈注射75 nmol Antagomir-NC和75 nmol miR-193a-5p Antagomir,假手術(shù)組和模型組大鼠經(jīng)尾靜脈注射同等體積的生理鹽水,每周1 次,2 周后處死大鼠,取樣進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1. 3 采用試劑盒檢測(cè)各組大鼠動(dòng)脈血氧分壓(partial pressure of oxygen in arterial blood,PaO2)和OI 應(yīng)用呼吸麻醉機(jī)吸入麻醉大鼠后, 將大鼠固定于手術(shù)臺(tái)上,仰臥姿勢(shì),常規(guī)消毒后,行中線切口開(kāi)腹手術(shù),推開(kāi)腸管后,完全暴露腹主動(dòng)脈。于腹主動(dòng)脈分叉處采用含肝素鈉的注射器針刺抽取1 mL 大鼠主動(dòng)脈血,通過(guò)血?dú)夥治鰞x和PT1000 血?dú)鉁y(cè)定試劑盒檢測(cè)大鼠OI 和PaO2。OI=PaO2/吸入氣中的氧濃度分?jǐn)?shù)(fraction of inspiration O2,F(xiàn)iO2)[13]。
1. 4 HE和Masson染色觀察各組大鼠肺組織病理形態(tài)表現(xiàn)及肺組織中膠原纖維沉積情況 取大鼠肺組織,用磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS) 清洗后,4% 多聚甲醛固定24~48 h,石蠟包埋, 制備3 μm 厚的切片, 進(jìn)行HE 染色和Masson染色。HE 染色:切片經(jīng)過(guò)二甲苯脫蠟和乙醇梯度水化后,分別用蘇木精和伊紅染色,乙醇梯度脫水和二甲苯透明化,最后封片,于光學(xué)顯微鏡下觀察各組大鼠肺組織病理形態(tài)表現(xiàn)。Masson 染色:切片經(jīng)二甲苯脫蠟和乙醇梯度脫水后,依次使用Weigert鐵蘇木精、酸性乙醇、Masson 藍(lán)化液、麗春紅品紅和苯胺藍(lán)染色,脫水、透明化并封片,于光學(xué)顯微鏡下觀察各組大鼠肺組織中膠原纖維沉積情況。
1. 5 試劑盒檢測(cè)各組大鼠肺組織中Hyp水平 取各組大鼠肺組織約50 mg,用生理鹽水充分清洗干凈,加入1 mL 水解液混勻后,沸水浴水解1 h,按照Hyp 檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)操作,分別加入蒸餾水、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液、檢測(cè)液和試劑應(yīng)用液,混勻后室溫靜置10 min,加入0. 5 mL 試劑二,室溫靜置10 min,加入0. 5 mL 試劑三,混勻后置于60 ℃水浴15 min。待冷卻至室溫后,3 500 g 離心10 min,取上清,采用酶標(biāo)儀檢測(cè)波長(zhǎng)560 nm 處吸光度(A)值,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算各組大鼠肺組織中Hyp 水平。Hyp 水平= (實(shí)驗(yàn)管A 值- 空白管A 值) / (標(biāo)準(zhǔn)管A 值-空白管A 值) ×標(biāo)準(zhǔn)管濃度(5 mg·L-1) ×稀釋倍數(shù)。
1. 6 ELISA 法檢測(cè)各組大鼠支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中TNF- α、IL-1β和IL-6水平 處死各組大鼠后,剪開(kāi)大鼠胸腔, 去除心臟, 取預(yù)冷的生理鹽水沖洗肺部2 次后,利用手術(shù)線小心將左肺肺門(mén)結(jié)扎,分離頸部氣管,于氣管分叉處作T 形切口,插入靜脈留置針套管至支氣管下端分叉處, 緩慢注入37 ℃ 預(yù)熱的500 μL 生理鹽水,肉眼可見(jiàn)肺部膨隆, 隨機(jī)緩慢抽回灌洗液, 反復(fù)抽注支氣管肺泡3 次后,用無(wú)菌管收集BALF,4 ℃、3 000 g 離心10 min,取上清液。按照ELISA 試劑盒說(shuō)明書(shū)操作,檢測(cè)各組大鼠BALF 中炎性因子TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平。
1. 7 RT-qPCR 法檢測(cè)各組大鼠肺組織中 miR-193a-5p表達(dá)水平 采用TRIzol法提取各組大鼠肺組織總RNA,分光光度計(jì)測(cè)定所提樣本RNA 的濃度和純度。使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將濃度和純度達(dá)標(biāo)的RNA 樣本經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶于50 ℃水浴1 h 逆轉(zhuǎn)錄后,合成單鏈cDNA。根據(jù)RT-qPCR 試劑盒說(shuō)明書(shū)操作,使用7500 RT-qPCR 儀進(jìn)行RT-qPCR 反應(yīng)。反應(yīng)條件:95 ℃、30 s;95 ℃、5 s;60 ℃、30 s,45 個(gè)循環(huán)。以U6 為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt法計(jì)算目的基因表達(dá)水平。引物序列見(jiàn)表1。
1. 8 Western blotting 法檢測(cè)各組大鼠肺組織中β 連環(huán)蛋白(β-catenin)、蝸牛家族轉(zhuǎn)錄抑制因子 1(snail family transcriptional repressor 1,Snail1)和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)蛋白表達(dá)水平 取大鼠右肺葉組織約 100 mg,剪碎后加入1 mL 預(yù)冷RIPA 裂解液,于4 ℃制備勻漿并冰浴 10 min。4 ℃、12 000 r·min-1 離 心10 min,取上清, 收集蛋白。SDS-PAGE 電泳分離, 濕轉(zhuǎn)至PVDF 膜。封閉后,加入β-catenin (1∶1 000)、Snail1 (1∶ 1 000)、α -SMA (1∶ 1 000) 和GAPDH 抗體(1∶1 000),4 ℃孵育過(guò)夜。次日,洗膜后加入辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的二抗(1∶10 000)孵育30 min。使用ECL 發(fā)光液處理PVDF 膜后,進(jìn)行X 光膠片曝光、顯影和定影。采用QuantityOne 軟件分析蛋白條帶灰度值, 以GAPDH 為內(nèi)參,計(jì)算目的蛋白表達(dá)水平。目的蛋白表達(dá)水平=目的蛋白條帶灰度值/內(nèi)參蛋白條帶灰度值。
1. 9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用 SPSS 22. 0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各組大鼠PaO2和OI,BALF 中TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平, 肺組織中β-catenin、Snail1 和α-SMA 蛋白表達(dá)水平均符合正態(tài)分布,以x±s 表示,多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間樣本均數(shù)兩兩比較采用LSD-t 檢驗(yàn)。以Plt;0. 05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié) 果
2. 1 各組大鼠 PaO2和 OI 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠PaO2 和OI 均明顯降低(Plt;0. 05)。與模型組比較, Antagomir 組大鼠PaO2 和OI 均明顯升高(Plt;0. 05), Antagomir-NC 組大鼠上述指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)表2。
2. 2 各組大鼠肺組織病理形態(tài)表現(xiàn)和肺組織中膠原纖維沉積情況 HE染色結(jié)果顯示:假手術(shù)組大鼠肺組織結(jié)構(gòu)正常,未見(jiàn)明顯的炎性改變。與假手術(shù)組比較, 模型組和Antagomir-NC 組大鼠肺組織結(jié)構(gòu)輕度異常,肺泡萎縮塌陷,肺泡腔內(nèi)發(fā)現(xiàn)有大量的淋巴細(xì)胞和少量的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡間隙增寬。與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織的肺泡腔內(nèi)淋巴細(xì)胞明顯減少, 中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)較少, 未見(jiàn)明顯增生。見(jiàn)圖1。Masson 染色結(jié)果顯示:假手術(shù)組大鼠肺組織無(wú)明顯藍(lán)色膠原纖維沉積。與假手術(shù)組比較, 模型組和Antagomir-NC 組大鼠肺組織中出現(xiàn)大量藍(lán)色膠原纖維沉積,肺泡結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重, 呈現(xiàn)明顯的肺纖維化情況。與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織黏液中藍(lán)色染色的膠原纖維沉積明顯減少。見(jiàn)圖2。
2. 3 各組大鼠肺組織中Hyp水平 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠肺組織中Hyp 水平明顯升高(Plt;0. 05)。與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織中Hyp 水平明顯降低(Plt;0. 05),Antagomir-NC 組大鼠Hyp水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)表3。
2. 4 各組大鼠 BALF中 TNF-α、IL-6和 IL-1β水平 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠BALF 中TNF-α、IL-1 β 和IL-6 水平均明顯升高(Plt;0. 05)。與模型組比較, Antagomir 組大鼠BALF 中TNF- α、IL-1 β 和IL-6 水平均明顯降低( Plt;0. 05),Antagomir-NC 組大鼠上述指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)表4。
2. 5 各組大鼠肺組織中 miR-193a-5p 表達(dá)水平 與假手術(shù)組比較, 模型組大鼠肺組織中miR-193a-5p 表達(dá)水平明顯升高(Plt;0. 05)。與模型組比較, Antagomir 組大鼠肺組織中miR-193a-5p 表達(dá)水平明顯降低(Plt;0. 05), Antagomir-NC 組大鼠肺組織中miR-193a-5p 表達(dá)水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)表5。
2. 6 各組大鼠肺組織中β-catenin、Snail1和α-SMA蛋白表達(dá)水平 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠肺組織中β-catenin、Snail1和α-SMA 蛋白表達(dá)水平均明顯升高(Plt;0. 05)。與模型組比較,Antagomir 組大鼠肺組織中β-catenin、Snail1 和α-SMA 蛋白表達(dá)水平均明顯降低(Plt;0. 05), Antagomir-NC 組大鼠上述指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( Pgt;0. 05)。見(jiàn)圖3。
3 討 論
ALI 是一種與肺泡毛細(xì)血管屏障有關(guān)的常見(jiàn)臨床急危重癥,其嚴(yán)重程度與ARDS 患者的死亡率有密切關(guān)聯(lián)[14-15]。近年來(lái),隨著LPS 構(gòu)建ALI 動(dòng)物模型研究的不斷深入,有望降低ALI 和ARDS 患者的死亡率,但目前尚無(wú)積極有效的治療方法。本研究結(jié)果顯示:LPS 可誘導(dǎo)炎癥的物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后快速誘發(fā)大鼠炎癥反應(yīng),導(dǎo)致大鼠肺損傷。BOWMAN等[16]研究表明:肺纖維化是ARDS 的關(guān)鍵病理過(guò)程,其病變情況在肺組織中分布不一,能夠在同一低倍視野內(nèi)觀察到正常肺組織、肺間質(zhì)炎癥、肺纖維增生和蜂窩肺的細(xì)微變化,以下肺和胸膜下區(qū)域病變表現(xiàn)較為明顯。肺纖維化病理表現(xiàn)為肺泡壁增厚,同時(shí)有膠原沉積、細(xì)胞外基質(zhì)增加和灶性單核細(xì)胞浸潤(rùn)[17]。本研究結(jié)果顯示:大鼠經(jīng)頸部氣管滴注LPS誘導(dǎo)后出現(xiàn)肺功能障礙和肺組織炎性浸潤(rùn)及呈纖維化的表現(xiàn),肺組織miR-193a-5p 表達(dá)水平和Hyp 水平明顯升高,且BALF 中炎癥因子TNF-α、IL-6 和IL-1β 水平明顯升高,提示ARDS 模型制備成功。
Wnt 蛋白是一類在機(jī)體各個(gè)器官組織中廣泛存在的分泌性糖蛋白,參與動(dòng)物胚胎的早期發(fā)育、器官形成、組織再生和其他生理過(guò)程,對(duì)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用[18]。Wnt 分泌后能與細(xì)胞表面特異性受體互相作用,通過(guò)誘導(dǎo)下游蛋白的磷酸化和去磷酸化過(guò)程,引起β-catenin 在胞漿內(nèi)積累并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)下游基因(如Snail1 和α-SMA 等) 表達(dá)的調(diào)控, 參與調(diào)控組織器官纖維化進(jìn)展過(guò)程[19-21]。Snail1 是誘導(dǎo)上皮- 間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT) 的重要調(diào)控因子,可誘導(dǎo)肺泡上皮細(xì)胞通過(guò)EMT 過(guò)程轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞, 進(jìn)而促進(jìn)肺纖維化的形成[22-23]。α-SMA 是肌成纖維細(xì)胞的標(biāo)志物, 而纖維細(xì)胞是致纖維化的主要效應(yīng)細(xì)胞。研究[24-25] 顯示: 隨著器官纖維化程度的加重, α-SMA 在肺和其他器官纖維化中表達(dá)水平升高。本研究結(jié)果顯示:與對(duì)照組比較,模型組大鼠肺組織中β-catenin、Snail1 和α-SMA 蛋白表達(dá)水平明顯升高, 提示ARDS 大鼠肺組織中Wnt/β-catenin 信號(hào)通路異?;罨?且可能與ARDS 大鼠肺纖維進(jìn)程有關(guān)。
miR-193 家族成員包括miR-193a-3p、miR-193a-5p、miR-193b-3p 和miR-193b-5p, 通過(guò)與特殊靶向基因和信號(hào)傳導(dǎo)相互作用,在健康和疾病生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究[26-27] 顯示: miR-193a-5p 表達(dá)水平與肝臟和瘢痕疙瘩等纖維化進(jìn)程有關(guān)。miR-193a-5p 可激活Wnt/ β -catenin 信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)[28]。因此,miR-193a-5p 可能通過(guò)調(diào)控Wnt/β-catenin 信號(hào)通路,參與ARDS 肺纖維化進(jìn)程。本研究結(jié)果顯示:miR-193a-5p 在ARDS 模型大鼠肺組織中高表達(dá), 給予miR-193a-5p Antagomir 干預(yù)抑制miR-193a-5p 表達(dá)后,ARDS 大鼠肺功能和肺纖維化程度明顯改善,BALF 中炎性因子水平明顯降低,提示抑制miR-193a-5p 表達(dá)可改善ARDS 大鼠肺纖維化。抑制miR-193a-5p 表達(dá)可降低ARDS大鼠肺組織中β-catenin、Snail1 和α-SMA 蛋白表達(dá)水平, 提示抑制miR-193a-5p 表達(dá)可能通過(guò)下調(diào)Wnt/β-catenin 信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)而改善ARDS大鼠肺纖維化。
綜上所述,抑制miR-193a-5p 表達(dá)可通過(guò)降低肺組織炎癥反應(yīng)和下調(diào)β-catenin、Snail1 及α-SMA 蛋白表達(dá),改善ARDS 大鼠肺功能和肺纖維化。靶向抑制miR-193a-5p 表達(dá)可能是研發(fā)治療ARDS 相關(guān)肺纖維藥物新的思路,但仍需進(jìn)行更加深入的研究。
利益沖突聲明:所有作者聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:龍光文參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析及論文撰寫(xiě),張謙參與數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,楊秀林參與實(shí)驗(yàn)操作,吉春玲參與實(shí)驗(yàn)操作和論文審校。
[參考文獻(xiàn)]
[1] KAKU S, NGUYEN C D, HTET N N, et al. Acute
respiratory distress syndrome: etiology, pathogenesis,
and summary on management[J]. J Intensive Care Med,
2020, 35(8): 723-737.
[2] TOMASHEFSKI J F Jr. Pulmonary pathology of acute
respiratory distress syndrome[J]. Clin Chest Med,
2000, 21(3): 435-466.
[3] KOUDSTAAL T, FUNKE-CHAMBOUR M,
KREUTER M, et al. Pulmonary fibrosis: from
pathogenesis to clinical decision-making[J]. Trends Mol
Med, 2023, 29(12): 1076-1087.
[4] BARTEL D P. MicroRNAs: target recognition and
regulatory functions[J]. Cell, 2009, 136(2): 215-233.
[5] DIENER C, KELLER A, MEESE E. Emerging
concepts of miRNA therapeutics: from cells to clinic[J].
Trends Genet, 2022, 38(6): 613-626.
[6] PARZIBUT G, HENKET M, MOERMANS C, et al.
A blood exosomal miRNA signature in acute respiratory
distress syndrome[J]. Front Mol Biosci, 2021, 8:
640042.
[7] JOHNSON K, LEARY P J, GOVAERE O, et al.
Increased serum miR-193a-5p during non-alcoholic fatty
liver disease progression: diagnostic and mechanistic
relevance[J]. JHEP Rep, 2021, 4(2): 100409.
[8] ROY S, BENZ F, VARGAS CARDENAS D, et al.
MiR-30c and miR-193 are a part of the TGF-β-
dependent regulatory network controlling extracellular
matrix genes in liver fibrosis[J]. J Dig Dis, 2015,
16(9): 513-524.
[9] 宋 萍. Wnt/β-catenin信號(hào)通路在肺纖維化形成中的機(jī)
制研究[D]. 鎮(zhèn)江: 江蘇大學(xué), 2014.
[10]馬紹磊, 王宇杰, 左祥榮, 等. 內(nèi)毒素誘導(dǎo)ARDS 對(duì)
大鼠右心功能的影響[J]. 中華危重病急救醫(yī)學(xué), 2018,
30(3): 204-208.
[11]馬紹磊, 左祥榮, 王宇杰, 等. 4 -苯基丁酸鈉通過(guò)減輕
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)大鼠ARDS 相關(guān)右心功能障礙的保護(hù)
作用[J]. 中華危重病急救醫(yī)學(xué), 2019, 31(10):
1269-1274.
[12]趙贊梅, 趙金垣. 黃芩苷對(duì)急性呼吸窘迫綜合征大鼠心
功能的影響[J]. 環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué), 2011, 28(9): 517-520.
[13]姜黎珊, 姚 明, 楊茂憲, 等. 不同方式下氣管內(nèi)滴注
脂多糖方法制作急性呼吸窘迫綜合征大鼠模型[J].
中華危重癥醫(yī)學(xué)雜志(電子版), 2019, 12(2): 80-84.
[14]PRASERTSAN P, ANUNTASEREE W,
RUANGNAPA K, et al. Severity and mortality
predictors of pediatric acute respiratory distress syndrome
according to the pediatric acute lung injury consensus
conference definition[J]. Pediatr Crit Care Med, 2019,
20(10): e464-e472.
[15]PANICO F F, TROSTER E J, OLIVEIRA C S, et al.
Risk factors for mortality and outcomes in pediatric acute
lung injury/acute respiratory distress syndrome [J].
Pediatr Crit Care Med, 2015, 16(7): e194-e200.
[16]BOWMAN W S, ECHT G A, OLDHAM J M.
Biomarkers in progressive fibrosing interstitial lung
disease: optimizing diagnosis, prognosis, and treatment
response[J]. Front Med, 2021, 8: 680997.
[17]THANNICKAL V J, TOEWS G B, WHITE E S, et al.
Mechanisms of pulmonary fibrosis[J]. Annu Rev Med,
2004, 55: 395-417.
[18]RIM E Y, CLEVERS H, NUSSE R. The Wnt
pathway: from signaling mechanisms to synthetic
modulators[J]. Annu Rev Biochem, 2022, 91: 571-598.
[19]WANG Z, LI Z L, JI H T. Direct targeting of β-catenin
in the Wnt signaling pathway: current progress and
perspectives[J]. Med Res Rev, 2021, 41(4): 2109-2129.
[20]丁文君, 沈明霞, 謝海彬, 等. Wnt/β-catenin信號(hào)通路
相關(guān)調(diào)控因子在氣虛血瘀型特發(fā)性肺纖維化中的動(dòng)態(tài)
表達(dá)研究[J]. 中醫(yī)研究, 2023, 36(4): 71-74.
[21]黃 晶, 孫兆瑞, 楊志洲, 等. 調(diào)控Wnt信號(hào)通路對(duì)百
草枯中毒大鼠肺纖維化的影響[J]. 醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),
2017, 30(3): 228-232.
[22]QIAN W B, CAI X R, QIAN Q H, et al. Metastasisassociated
protein 1 promotes epithelial-mesenchymal
transition in idiopathic pulmonary fibrosis by upregulating
Snail expression[J]. J Cell Mol Med, 2020,
24(11): 5998-6007.
[23]WANG Y, LI S L, ZHAO J, et al. Snail-mediated
partial epithelial mesenchymal transition augments the
differentiation of local lung myofibroblast [J].
Chemosphere, 2021, 267: 128870.
[24]潘軍強(qiáng), 張殿新, 孫超峰, 等. α-SMA與瓣膜性心房顫
動(dòng)患者心房纖維化的關(guān)系[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)
學(xué)版), 2017, 38(2): 242-246.
[25]涂容芳, 張秀峰, 何振華. 5-HTR2B、E-cad、α-SMA 在
博萊霉素致大鼠肺纖維化中的表達(dá)變化[J]. 中國(guó)應(yīng)用
生理學(xué)雜志, 2016, 32(4): 365-369.
[26]WANG S H, CHEN Y, LEI G L, et al. Serum
exosome-derived microRNA-193a-5p and miR-381-3p
regulate adenosine 5'-monophosphate-activated protein
kinase/transforming growth factor beta/Smad2/3
signaling pathway and promote fibrogenesis[J]. Clin
Transl Gastroenterol, 2024, 15(2): e00662.
[27]HU H, MAO G Y, ZHENG J H, et al. Keloid patient
plasma-derived exosomal hsa_circ_0020792 promotes
normal skin fibroblasts proliferation, migration, and
fibrogenesis via modulating miR-193a-5p and activating
TGF- β1/Smad2/3 signaling[J]. Drug Des Devel Ther,
2022, 16: 4223-4234.
[28]TAN L L, CHEN Z H. MiR-193a-5p enhances the
radioresistance of pancreatic cancer cells by targeting
ZFP57 and activating the Wnt pathway[J]. J Oncol,
2022, 2022: 8071343.
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2024年6期