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。

抑制Rho/ROCK通路对气道平滑肌细胞增殖与迁移的影响及相关机制

目的研究抑制Ras同源基因(Ras homolog gene,Rho)/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(Rhoassociated coiled-coil forming protein kinase,ROCK)通路对心肌素(myocardin,MYOCD)参与的气道平滑肌细胞增殖与迁移的影响及分子机制。方法体外构建腺病毒载体Ad-ZsGreen-shRNA-hROCK1感染人气道平滑肌细胞,将细胞随机分为4组:ROCK1基因沉默对照(shNC)组、shNC+花生四烯酸(arachidonic acid,AA;Rho/ROCK通路激活剂)组、ROCK1基因沉默(shROCK1)组、shROCK1+AA组(各组n=3)。采用实时荧光定量聚合酶链反应法、Western blot法检测ROCK1、MYOCD mRNA和蛋白表达水平,ELISA法检测球状肌动蛋白和丝状肌动蛋白水平,免疫荧光染色法及细胞划痕实验检测细胞增殖及迁移情况。结果与shNC+AA组相比,shROCK1+AA组ROCK1、MYOCD mRNA和蛋白表达水平降低,球状肌动蛋白、丝状肌动蛋白表达降低,细胞增殖、细胞迁移能力降低(P<0.05)。结论抑制Rho/ROCK通路致气道平滑肌细胞增殖及迁移能力受抑,其机制可能与MYOCD的下调有关.

β1,4-半乳糖基转移酶1对气道平滑肌细胞炎症反应的影响

为了探究β1,4-半乳糖基转移酶1(β4GalT1)在气道平滑肌细胞中的功能,通过高通量基因表达数据库(GEO)分析β4GalT1在气道平滑肌细胞炎症反应存在功能,采用脂多糖刺激气道平滑肌细胞后检测白介素1β及β4GalT1的表达;采用慢病毒包装构建过表达β4GalT1的稳转细胞,并利用实时荧光定量聚合酶链式反应检测稳转细胞中炎症相关细胞因子表达随时间的变化,同时通过细胞增殖实验、细胞周期和划痕实验检测稳转细胞的生物学行为变化,研究过表达β4GalT1的细胞分泌液在调节细胞因子表达过程中的作用。结果表明:脂多糖能引起白介素1β及β4GalT1的表达量增加;随着培养时间的延长,过表达β4GalT1的细胞中促炎因子表达量减小,抑炎因子表达量增加,同时过表达β4GalT1可改变气道平滑肌细胞的增殖、迁移行为,进而起到炎症修复功能;过表达β4GalT1的细胞可通过分泌液调节细胞因子的表达,表明β4GalT1能快速响应对气道平滑肌细胞的炎症刺激,并通过分泌物质调节气道平滑肌细胞的细胞行为及细胞因子变化。

噻托溴铵调控MAPK/NF-κB信号通路对气道平滑肌细胞增殖的影响及机制研究

目的探究噻托溴铵通过MAPK/NF-κB信号通路对哮喘的影响及其潜在的机制。方法用10 ng·mL^(-1)血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)-BB和不同浓度(0、5、10、20、50μmol·L^(-1))噻托溴铵处理气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cells,ASMCs),并通过CCK-8实验、克隆形成实验、划痕愈合实验和Transwell法分析ASMCs细胞增殖、迁移和侵袭;Western blot分析MMP2、MMP9、calponin和α-SMA的蛋白水平;Western blot检测MAPK/NF-κB信号通路的水平。结果噻托溴铵抑制PDGF-BB诱导的ASMCs的增殖、迁移和侵袭(P<0.05)。噻托溴铵调节ASMCs的表型转变(P<0.05)。噻托溴铵可以抑制PDGF-BB诱导的MAPK/NF-κB信号通路激活,降低p-38、p-JNK、p-ERK、p-p65、p-NF-κB的表达(P<0.05)。结论噻托溴铵可以通过阻断MAPK/NF-κB信号转导抑制ASMCs的增殖和迁移。推测噻托溴铵可以作为一种治疗哮喘的有前途的药物。

机械通气诱导气道塌陷中气道平滑肌细胞力学行为异常的研究进展

机械通气为呼吸危重症患者提供生命支持,但也引起致命的肺损伤(ventilator induced lung injury,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。近年的研究发现,一方面VILI伴随同一气道多点塌陷现象,但这一现象很难用传统塌陷模型加以解释。另一方面,机械通气条件下气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cells,ASMC)发生力学行为异常并伴随Piezo1表达变化和内质网应激等现象。这些现象显示,机械通气导致ASMC的力学行为异常与气道多点塌陷以及VILI密切相关。但要从细胞力学角度解释机械通气导致气道塌陷和VILI的机制,还需要系统深入地研究机械通气条件下ASMC力学行为变化规律与气道塌陷和肺损伤的相互关系及其力-化学信号耦合过程。本文综述了近期有关机械通气条件下气道塌陷现象、机械通气相关高拉伸对ASMC力学行为的调控及力-化学信号耦合机制等方面的研究进展,以期为进一步探索ASMC力学行为异常在VILI病理机制中的作用、有效防治VILI的新药干预靶点,以及临床优化的机械通气策略等提供重要的参考依据和启发性的研究思路。

自噬与哮喘中气道平滑肌细胞表型转化关系的研究进展

支气管哮喘是常见的呼吸道疾病,发病机制尚未完全阐明。气道重塑作为哮喘的关键特征之一,在哮喘早期即可发生。气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cell,ASMC)是哮喘气道重塑的关键靶细胞,其表型从正常收缩型向增殖/合成型转化是气道重塑的重要特征之一。ASMC具有可塑性,其表型可受多种因素调节。自噬作为真核细胞生物的一种防御性保守生物过程,近年来被证实可通过调节ASMC的表型参与气道重塑。本文针对哮喘中自噬对ASMC表型的调控机制进行综述,以期对未来研究有所启发。

ERK信号通道调控大鼠气道平滑肌细胞的增殖与凋亡(英文)

为了了解ERK信号通道对正常大鼠气道平滑肌细胞（aimay smooth nilscle cells，ASMCs）增殖与凋亡的调控．通过对正常大鼠ASMCs原代培养，4～7代用于实验，以ERK激动剂表皮生长因子（EGF）和抑制剂PD98059干预ASMCs生长，采用RT-PCR和免疫荧光染色观察ASMCs上ERK mRNA和蛋白的表达，MTT法、^3H-TdR掺入法检测ASMC增殖，Hoechst染色和Annexin-Ⅴ FITC PI双染色法检测细胞凋亡，Western免疫印迹检测ERK1／2、磷酸化ERK1／2和proeaspase-3蛋白的表达。结果发现ASMCs上存在ERK mRNA和蛋白的表达，与空白对照组比较，PD98059干预后ASMCs的A490值和细胞DNA合成量均减少（P〈0．05），细胞凋亡指数、早期凋亡细胞百分率均增高（P〈0．05），ERK1／2、磷酸化ERK1／2表达和ERK活化率均降低，procaspase-3蛋白的表达增高．EGF干预后ASMCs的A490值和细胞DNA合成量均增高（P〈0．05），细胞凋亡指数、早期凋亡细胞百分率均下降（P〈0.05），ERK1／2、磷酸化ERK1／2表达和ERK活化率均增高，procaspase-3蛋白的表达降低．P＋E组无明显差异（P〉0．05）．ERK信号通道参与大鼠ASMCs增殖和凋亡的调控，ERK对大鼠ASMCs凋亡的调控与proeaspase-3蛋白有关，这一发现将有助于对哮喘ASMCs异常增殖调控机制的深入研究．

参芪补肺汤对慢阻肺大鼠气道平滑肌细胞中相关因子的影响

目的探讨参芪补肺汤对慢阻肺（COPD）大鼠气道平滑肌细胞（ASMCs）增殖中组蛋白去乙酰基酶2（HADC2）、乙酰化组蛋白 H4表达的影响。方法将 SD 大鼠随机分为正常组和 COPD 模型组。原代培养大鼠 ASMCs 取4-6代细胞，分为空白组、模型组、中药低剂量组、中药高剂量组和氨茶碱组。其中空白组为正常培养 ASMCs，不予处理。模型组、中药低、高剂量组和氨茶碱组为 COPD 模型组培养 ASMCs，模型组加入香烟提取物（CSE）及正常组大鼠血清；中药低剂量组加入 CSE 及中药低剂量组大鼠血清；中药高剂量组加入 CSE 及中药高剂量组大鼠血清；氨茶碱组加入CSE 及氨茶碱。细胞免疫组织化学检测大鼠 ASMCs 增殖细胞核抗原（PCNA）及各组 ASMCs 中 HDAC2、H4蛋白的表达。结果与空白组比较，模型组大鼠 ASMCs 明显增殖，ASMCs 中的 HDAC2表达明显降低，乙酰化组蛋白 H4表达明显增高（P＜0．05）。与模型组比较，中药低剂量组 ASMCs 增殖和 HDAC2、乙酰化组蛋白 H4表达无统计学差异（P＞0．05）；中药高剂量组 ASMCs 平滑肌细胞增殖明显下降，ASMCs 中的 HDAC2表达明显增高，乙酰化组蛋白 H4的表达明显降低（P＜0．05）；氨茶碱组 ASMCs 增殖降低、ASMCs 中的 HDAC2表达明显增高（P＜0．05），乙酰化组蛋白 H4表达无统计学差异（P＞0．05）。结论参芪补肺汤可抑制 ASMCs 增殖，其机制可能通过提高 ASMCs 中 HDAC2的表达、抑制组蛋白 H4的表达，影响其平衡状态发挥作用。

1,25-二羟维生素D_3负性调控被动致敏人气道平滑肌细胞中的NF-κB信号通路

目的:探讨1,25-二羟维生素D3[1,25-(OH)2D3]对被动致敏人气道平滑肌细胞(HASMCs)中核因子κB(NF-κB)信号通路的影响。方法:原代培养HASMCs并使之被动致敏,以1,25-(OH)2D3作为干预因素。EMSA法检测NF-κB的DNA结合活性;免疫细胞化学染色技术观察NF-κB p65的核易位情况;Western blotting法检测核因子κB抑制蛋白α(IκBα)及p-IκBα蛋白的表达水平;实时荧光定量PCR检测维生素D受体(VDR)、维生素D 24-羟化酶(CYP24)和IκBαmRNA的表达水平;放线菌素D处理实验检测IκBαmRNA的表达。结果:(1)1,25-(OH)2D3显著削弱被动致敏HASMCs中NF-κB的DNA结合活性及其亚单位p65的核易位;(2)1,25-(OH)2D3能通过增加被动致敏HASMCs中IκBα的mRNA稳定性及减少其蛋白磷酸化水平2个途径显著上调细胞中IκBα的表达;(3)1,25-(OH)2D3显著上调被动致敏HASMCs中VDR的mRNA表达并诱发其功能性反应。结论:1,25-(OH)2D3能通过上调被动致敏HASMCs中IκBα的表达抑制细胞NF-κB信号通路,且这一作用与VDR有关,这可能是其调控被动致敏HASMCs的重要作用机制。

1,25-二羟维生素D_3抑制被动致敏人气道平滑肌细胞的增殖

目的:检测1,25-二羟维生素D3[1,25-(OH)2D3]对被动致敏的人气道平滑肌细胞(HASMCs)增殖的调节作用,探讨其对哮喘气道重塑的可能作用。方法:离体培养HASMCs,并将细胞分为对照组、哮喘组及1,25-(OH)2D3组。MTT法检测细胞增殖活力并确定1,25-(OH)2D3最佳作用浓度;用最佳作用浓度刺激HASMCs 48 h后以流式细胞术测定细胞周期,免疫细胞化学染色(SABC法)检测增殖细胞核抗原(PCNA)的表达。结果:1,25-(OH)2D3在10-9-10-7 mol/L范围内能显著抑制哮喘血清被动致敏的HASMCs增殖(P<0.05),且10-7 mol/L时抑制作用最强;流式细胞术检测显示这一最佳作用浓度的1,25-(OH)2D3能显著抑制被动致敏HASMCs由G0/G1期向S期的转化;此外,1,25-(OH)2D3能显著抑制被动致敏HASMCs中PCNA的表达。结论:1,25-(OH)2D3能抑制哮喘血清被动致敏的HASMCs增殖,有助于哮喘气道重塑的防治。

滨蒿内酯对原代和传代培养豚鼠气道平滑肌细胞内钙的影响

目的探讨滨蒿内酯(scoparone,Scop)对原代及短期传代培养的豚鼠气道平滑肌细胞(airway smooth musclecells,ASMCs)内钙的影响,同时,比较原代与传代ASMCs在形态、生长曲线及内钙释放受Scop及caffeine影响的异同。方法细胞计数法绘制原代及传代培养ASMCs的生长曲线,应用Fluo-3/AM为细胞内Ca2+示踪剂,通过倒置荧光纤维镜观察和记录原代及短期传代培养的ASMCs的细胞形态及其细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)的改变。结果原代和传代培养ASMCs的倍增时间分别为(31.89±1.24)h和(22.91±6.82)h,传代培养ASMCs的倍增时间明显缩短(P<0.05),传代培养的ASMCs相对原代培养ASMCs体积增大。在细胞外液无钙条件下,不同浓度的Scop(10-6、10-5、10-4mol.L-1)可降低静息状态下培养的ASMCs的[Ca2+]i,并与给药浓度有关,原代与传代培养的ASMCs比较,对不同浓度的Scop的降钙反应无明显异同(P>0.05);不同浓度咖啡因(caffeine,10-4、10-3、10-2mol.L-1)在10-4mol.L-1Scop存在下,可升高ASMCs的[Ca2+]i,传代培养的ASMCs[Ca2+]i较原代对caffeine的反应下降(P<0.01)。结论Scop可降低培养的ASMCs的[Ca2+]i,并且不受细胞传代影响。短期传代培养的ASMCs相对于原代细胞,形态及内钙释放通道特性发生了改变。

参芪补肺汤对慢性阻塞性肺疾病肺气虚证大鼠气道平滑肌中乙酰化组蛋白H4、HDAC2和NF-μB p65表达的影响

目的观察参芪补肺汤对慢性阻塞性肺疾病(COPD)肺气虚证大鼠支气管平滑肌(ASM)中乙酰化组蛋白H4、组蛋白去乙酰化酶-2(HDAC2)和核因子-κB p65(NF-κB p65)表达的影响。方法取SD大鼠40只,随机分为正常组、模型组、参芪补肺汤组、氨茶碱组,每组10只。运用气管内注射脂多糖加烟熏28 d的方法建立COPD肺气虚证大鼠模型。光镜下观察肺组织的病理形态学变化,运用图像分析法测量小气道管壁和ASM的厚度,采用免疫组化和Western blot方法检测大鼠ASM中乙酰化组蛋白H4、HDAC2和NF-κB p65的蛋白表达,实时荧光定量PCR方法检测大鼠ASM组织中HDAC2 m RNA和NF-κB p65 m RNA的表达。结果与正常组比较,模型组大鼠气道管壁和ASM厚度明显增高(P<0.05);与模型组比较,参芪补肺汤组和氨茶碱组气道管壁和ASM厚度明显降低(P<0.05);参芪补肺汤组与氨茶碱组比较差异无统计学意义(P>0.05)。与正常组比较,模型组乙酰化组蛋白H4的蛋白表达、NF-κB p65 m RNA和蛋白的表达明显增高(P<0.05);HDAC2m RNA和蛋白的表达均明显降低(P<0.05);与模型组比较,参芪补肺汤组和氨茶碱组乙酰化组蛋白H4的蛋白表达、NF-κB p65 m RNA和蛋白的表达明显增高(P<0.05);HDAC2 m RNA和蛋白的表达明显降低(P<0.05)。参芪补肺汤组与氨茶碱组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论参芪补肺汤可抑制COPD肺气虚证模型大鼠ASM增殖,其机制与其提高HDAC2的表达,使组蛋白H4去乙酰化,从而抑制NF-κB p65的表达有关。

哮喘豚鼠气道平滑肌细胞内钙释放通道的变化

目的检测哮喘豚鼠气道平滑肌细胞(ASMCs)内钙释放通道功能的改变,探讨与支气管哮喘的关系,同时,寻找传代培养ASMCs的方法。方法以Flou-3/AM为细胞内钙离子示踪剂,观察ASMCs在工具药作用下细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)的改变。结果①在ASMCs外无钙情况下,不同浓度ryanodine(5×10-5,10-4,2×10-4mol·L-1)作用于原代培养正常与哮喘ASMCs,[Ca2+]i迅速升高,哮喘组明显高于正常组(P<0·01)。10-4mol·L-1的组织胺(hista-mine)作用于原代培养的正常组与哮喘组ASMCs,[Ca2+]i升高无差异(P>0·05)。②传代培养哮喘ASMCs在10-4、2×10-4mol·L-1ryanodine作用下,[Ca2+]i迅速升高,与原代细胞比较无差异(P>0·05)。在浓度为5×10-5mol·L-1时,原代明显高于传代(P<0.01)。哮喘组传代ASMCs对10-4mol·L-1的histamine反应不明显。结论哮喘豚鼠ASMCs内钙释放通道(RyRs)功能升高,特定条件下,哮喘传代细胞仍然保持原代细胞内钙释放通道的特性。

小青龙汤含药血清对内皮素-1诱导的气道平滑肌细胞增殖作用的影响

目的:观察小青龙汤含药血清对内皮素-1(ET-1)诱导的气道平滑肌细胞(ASMC)增殖作用的影响。方法:实验分6组,正常组(10%正常对照组血清)、模型组(ET-1加10%正常对照组血清)、小青龙汤高剂量组(ET-1加10%小青龙汤高剂量组血清)、小青龙汤中剂量(ET-1加10%小青龙汤中剂量组血清)、小青龙汤低剂量组(ET-1加10%小青龙汤低剂量组血清)、地塞米松组(ET-1加10%地塞米松组血清),每组8孔。采用MTT比色法检测ASMC 24h、48h、72h增殖情况。结果:与模型组比较,小青龙汤低剂量组含药血清各期及中剂量组24h、72h对ASMC增殖均有显著性差异(P<0.05);小青龙汤高剂量组各期、中剂量组48h及地塞米松组各期均有极显著性差异(P<0.01)。结论:小青龙汤药物血清能有效抑制ET-1诱导的ASMC增殖作用,可知抑制哮喘大鼠平滑肌增殖是小青龙汤影响哮喘大鼠气道重建的途径之一。

ERK在慢性哮喘大鼠气道平滑肌细胞增殖中的作用

目的:观察细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)在慢性哮喘大鼠气道平滑肌细胞的表达,以探讨ERK信号通路在气道平滑肌增殖中的作用。方法:病理图像分析慢性哮喘大鼠气道重塑,免疫组化法检测ERK和PC-NA在肺内表达,激光共聚焦显微镜分析ERK1/2、磷酸化ERK1/2和PCNA在气道平滑肌的共表达,免疫印迹和原位杂交检测气道平滑肌中ERK和PCNA蛋白以及mRNA的表达。结果:慢性哮喘大鼠有气道平滑肌层增厚,出现结构重塑。ERK和PCNA在肺内表达增强,同时在气道平滑肌上有ERK和PCNA蛋白与mRNA表达增加。结论:ERK可能是介导慢性哮喘气道重建中平滑肌增殖的重要信号通路之一。

磷脂酰肌醇3激酶在支气管哮喘大鼠气道平滑肌细胞中的表达

目的:探讨磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)在支气管哮喘大鼠气道平滑肌细胞(ASMC)的表达。方法:根据随机化分配原则将16只Wistar大鼠随机均分成2组,即哮喘组和正常对照组;模型建立后分别从每只大鼠分离培养ASMC,流式细胞检测方法检测ASMC的生长分数,用免疫细胞化学荧光染色及Western blotting方法进行PI3K表达的检测,并利用图像分析系统进行半定量对比分析。结果:流式细胞仪检测发现哮喘组ASMC的S+G2/M期细胞所占细胞总数的百分比(27.90±3.44)%显著高于正常对照组(13.00±1.56)%,P<0.05;免疫细胞化学荧光染色及Western blotting方法检测发现哮喘组和正常对照组ASMC胞浆内均有PI3Kp85阳性表达,且哮喘组的表达明显高于正常对照组;大鼠ASMC中PI3K的表达与大鼠ASMC的生长分数呈显著正相关。结论:PI3K表达的增加可能在哮喘ASMC增殖中起重要作用。

瘦素对大鼠气道平滑肌细胞TGF-β1及Ⅰ型胶原蛋白表达的影响

目的观察瘦素对大鼠气道平滑肌细胞(ASMC)转化生长因子-βl(TGF-β1)及Ⅰ型胶原蛋白表达的影响。方法贴壁法体外培养大鼠ASMC。不同浓度瘦素刺激体外培养的ASMC,分为空白对照组、不同浓度(50、100、200)μg/L干预组。各组干预24 h后RT-PCR法检测各组TGF-β1及Ⅰ型胶原蛋白mRNA表达。将ASMC按5×105接种于6孔板,经上述不同浓度瘦素干预48 h后,收集细胞上清液。各组干预48 h后采用ELISA测定各组上清中TGF-β1及Ⅰ型胶原蛋白水平。结果与对照组相比,各浓度瘦素处理的ASMC中TGF-β1及Ⅰ型胶原蛋白mRNA和蛋白的表达增加(P<0.05),并与瘦素浓度呈正相关。结论瘦素可以增加体外培养的ASMC中的TGF-β1和Ⅰ型胶原蛋白的表达。

阿奇霉素对大鼠气道平滑肌细胞瘦素和白介素-8、肿瘤坏死因子-α表达的影响

目的:观察大鼠气道平滑肌细胞(ASMC)经哮喘致敏血清刺激后炎性细胞因子的表达变化并探讨阿奇霉素对哮喘的干预作用。方法:贴壁法体外培养大鼠ASMC。建立大鼠哮喘模型,采血收集致敏血清,以此血清刺激体外培养的ASMC,分为正常对照组(A组)、哮喘组(B组)、阿奇霉素组(C组),采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定各组上清中瘦素(LP)、白介素-8(IL-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;Western-blot法检测各组LP蛋白的表达;逆转录聚合酶链反应半定量(RT-PCR)法检测各组LPmRNA表达。结果:B组上清中LP、IL-8及TNF-α表达较A组增加(P<0.05),LP表达水平与炎性细胞因子的表达水平呈正相关(r=0.995,0.946,P<0.05);C组上清中LP的表达及ASMC中LP蛋白及mRNA的表达较B组明显下降(P<0.05)。结论:ASMC在致敏状态下LP的表达显著增强,参与哮喘发生过程;阿奇霉素可以部分抑制哮喘ASMC分泌炎性因子,提示阿奇霉素可能对哮喘起抗炎作用,为哮喘的防治提供新的观点。