机械通气相关高拉伸通过miRNA-mRNA相互作用调节气道平滑肌细胞嘌呤代谢影响细胞刚度

目的机械通气为呼吸危重症患者提供生命支持,但也引起肺损伤(VILI),后者因病理机制不明一直是呼吸与危重症学科的重大难题。气道平滑肌细胞(ASMC)是气道内对拉伸极为敏感细胞,但ASMC在VILI中的作用及其机制尚不清楚。本研究结合全基因组测序、生物力学和细胞分子生物学相关方法,在机械通气相关高拉伸条件下分析ASMC对机械通气的主要响应机制及力学调控作用。方法采用Flexcell-5000在体外高拉伸(13%)处理人ASMC,全基因组测序分析细胞mi RNA和m RNA表达并进行mi RNA-m RNA生物信息学的整合分析,光学磁微粒扭转系统、牵张力显微术分析细胞力学特性。结果全基因组学mi RNA-m RNA整合分析发现机械通气相关高拉伸主要通过影响mi RNA-m RNA相互作用调节ASMC嘌呤代谢,如通过mi R-370-5p(↓)-PDE4D/AK7(↑)调节ATP、c AMP合成;体外细胞水平研究发现高拉伸调节ASMC内的c AMP/ATP并改变ASMC细胞刚度,且可以被mi R-370-5p模拟物部分逆转。结论本研究揭示了机械通气相关高拉伸(>10%应变)通过调控mi RNA-m RNA网络调节ASMC力学行为从而影响肺功能,为VILI的生物标志物筛选及新型治疗靶点提供新见解。