整合应激反应在呼吸系统疾病中的作用

整合应激反应(integrated stress response,ISR)广泛存在于真核细胞体内,是维护细胞内稳态和细胞生存的重要适应性机制,可被多种细胞应激和病理条件激活,如内质网应激、氧化应激、DNA损伤、营养物质缺乏等[1-2]。该过程主要通过磷酸化真核生物起始因子2(phosphorylation of eukaryotic translation initiationfactor 2,p-eIF2)α亚基中的丝氨酸-51位点,阻断鸟嘌呤核苷酸交换因子(The guanine nucleotide exchange factor)eIF2B的作用,抑制细胞内翻译,减少蛋白质的总体合成,并激活下游转录因子4(activating transcription factor 4,ATF4)调控相关应激基因,如CHOP、GADD34等的表达参与氨基酸代谢、未折叠蛋白反应、细胞凋亡等过程[3-4]。

苦味素激活苦味受体引起支气管扩张的相关机制研究进展

哮喘和慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是常见的呼吸系统慢性疾病,全球约3亿人受其影响,气流受限是慢阻肺、支气管哮喘等阻塞性疾病的共同特征,急性发作时,常表现为持续气道痉挛,可能导致呼吸衰竭、甚至窒息猝死,支气管平滑肌主动收缩所致气道阻塞是患者死亡的重要因素[1]。

心肌缺血再灌注损伤分子机制的研究进展

心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤是在冠心病、中风、心脏骤停和复苏、器官移植、休克等事件后缺血或闭塞的冠状动脉恢复供血时发生的病理改变。心肌I/R损伤常伴有心血管不良事件,严重影响心肌缺血的预后。心肌I/R损伤的潜在机制复杂,涉及氧自由基损伤、钙超载、炎症反应、细胞凋亡、补体激活、免疫失衡、内质网应激、细胞自噬、心肌能量代谢紊乱、心肌微血管内皮细胞损伤等多种病理过程。为减轻I/R损伤,缺血预处理是一种有效的防治措施。目前相关发病机制与防治措施实验性研究较多,但临床应用仍然有限,因此I/R损伤的防治仍然是一大挑战。心肌I/R损伤的发病机制不完全明确,治疗方法和药物有限,故本文对其损伤涉及的分子机制和相关信号通路以及新兴靶向治疗的研究做一总结,为心肌I/R损伤的临床防治提供治疗策略和理论依据。

PM_(2.5)诱导气道上皮细胞炎症和凋亡的内质网应激分子机制

目的探讨内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)在PM_(2.5)诱导人气道上皮细胞炎症和凋亡中的作用及机制。方法采用免疫组织化学法观察人体手术切除肺组织标本中内质网标志蛋白葡萄糖调节蛋白78(Glucose response protein 78,GRP78)和蛋白激酶R样内质网激酶(PKR-like ER kinase,PERK)蛋白的表达。构建PM_(2.5)与人气道上皮细胞HBE16体外细胞模型,予以不同浓度的PM_(2.5)溶液染毒,观察细胞染毒前后的生长和增殖情况,以CCK-8法测定各组细胞存活率,并选取合理的染毒浓度与时间。以不加处理的气道上皮细胞HBE16为空白组对照,设立PM_(2.5)组和PM_(2.5)+选择性PERK抑制剂GSK2606414组。先予选择性PERK抑制剂GSK2606414预处理细胞,再以PM_(2.5)染毒。采用Western blot法检测干预前后ERS相关蛋白GRP78、PERK、C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)、磷酸化PERK(Phosphorylation of PKR-like ER kinase,p-PERK)、真核生物起始因子2α(Eukaryotic translation initiation factor 2 alpha,e IF2α)和磷酸化e IF2α(Phosphorylation of eukaryotic translation initiation factor 2,p-e IF2α)表达量;以ELISA法检测干预前后炎性因子肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)-α、白介素(Interleukin,IL)-6及黏蛋白(Mucin,MUC)5AC相对含量;以免疫荧光化学法观察干预前后GRP78蛋白的表达情况;以流式细胞仪检测干预前后各组细胞凋亡情况。结果GRP78、PERK蛋白在正常组和慢性阻塞性肺疾病(COPD)组的支气管上皮黏膜中均有表达,其中在COPD组的表达较正常组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。细胞实验中,选取100μg/ml的PM_(2.5)染毒24 h为最适作用浓度及时间,分不同组处理细胞。检测到PM_(2.5)染毒24 h后,细胞活性氧含量、细胞凋亡率及细胞上清中TNF-α、IL-6和MUC5AC蛋白相对含量较空白组均有明显增加,差异有统计学意义(P<0.05);免疫荧光检测到GRP78蛋白表达较空白组增强;ERS相关蛋白GRP78、CHOP、p-PERK、p-e IF2α的表达也较空白组明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。使用抑制剂GSK干预后均使上述ERS相关蛋白表达明显降低,活性氧含量明显减少,细胞凋亡率明显降低,细胞上清中炎症因子、MUC5AC表达明显下降,GRP78蛋白荧光表达明显减弱,差异有统计学意义(P<0.05)。结论PM_(2.5)可通过ERS促进气道上皮的氧化应激、凋亡、炎症和黏液高分泌。此外,ERS相关信号通路PERK/e IF2α可能在调节气道上皮氧化应激、凋亡、炎症和黏液高分泌等方面发挥重要作用。