本文關(guān)鍵詞：空氣顆粒物PM2.5誘導(dǎo)呼吸道炎性應(yīng)激損傷及血管內(nèi)皮功能失調(diào)的分子機(jī)制研究

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【摘要】：PM2.5,又稱細(xì)顆粒物(fine particulate matter),指自然環(huán)境中空氣動(dòng)力學(xué)直徑(aerodynamic diameter)小于等于2.5μm的大氣顆粒物。流行病學(xué)大量研究結(jié)果顯示,隨著PM2.5濃度的升高,呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)疾病的入院率、患病率和死亡率相繼也明顯升高。這明確提示了PM2.5對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的損傷效應(yīng),但對(duì)其中所涉及的分子機(jī)制,目前人們的認(rèn)識(shí)還十分有限。本課題組在以往研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PM2.5能夠在支氣管上皮細(xì)胞(Beas2B)中通過(guò)激活p53及其自噬靶基因DRAM1的誘導(dǎo)表達(dá)而引發(fā)自噬,并進(jìn)一步偶聯(lián)STAT3介導(dǎo)了VEGF的誘導(dǎo)表達(dá)反應(yīng)。因此本課題組的以往研究發(fā)現(xiàn)揭示了以VEGF的誘導(dǎo)表達(dá)為核心的PM2.5致呼吸系統(tǒng)炎癥應(yīng)激損傷效應(yīng)機(jī)制。本文第一部分工作對(duì)上述PM2.5誘導(dǎo)呼吸道炎性應(yīng)激損傷效應(yīng)的分子機(jī)制進(jìn)行了進(jìn)一步深入探討。我們首先篩選了能夠介導(dǎo)PM2.5誘導(dǎo)p53活化水平上調(diào)的上游蛋白激酶,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了ATR、而非ATM,在PM2.5誘導(dǎo)p53活化、細(xì)胞自噬反應(yīng)發(fā)生及VEGF誘導(dǎo)表達(dá)反應(yīng)中的關(guān)鍵作用。我們進(jìn)一步檢測(cè)了偶聯(lián)ATR和p53活化的中間僑聯(lián)信號(hào)分子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了CHK1而非LKB1是協(xié)同ATR介導(dǎo)p53誘導(dǎo)活化、細(xì)胞自噬反應(yīng)及VEGF誘導(dǎo)表達(dá)反應(yīng)的信號(hào)傳遞蛋白。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn):盡管LKB1的誘導(dǎo)活化并不受控于ATR,但它也能夠參與介導(dǎo)p53的誘導(dǎo)活化、自噬反應(yīng)的發(fā)生及VEGF的誘導(dǎo)表達(dá)。隨后我們發(fā)現(xiàn):LKB1活化的p53也能夠通過(guò)誘導(dǎo)DRAM1表達(dá)而引發(fā)自噬反應(yīng);同時(shí)另一p53靶基因TIGAR也是在LKB1下游介導(dǎo)PM2.5誘導(dǎo)細(xì)胞自噬反應(yīng)及VEGF表達(dá)反應(yīng)的中間信號(hào)蛋白,但該分子的誘導(dǎo)表達(dá)并不受控于CHK1。根據(jù)以上研究結(jié)果,我們認(rèn)為:PM2.5不僅能夠通過(guò)激活“ATR-CHK1-p53-DRAM1-自噬”途徑誘導(dǎo)VEGF表達(dá);也可以通過(guò)激活不依賴于ATR的“LKB1-p53-DRAM1/TIGAR-自噬”途徑介導(dǎo)VEGF的誘導(dǎo)表達(dá)。上述研究結(jié)果進(jìn)一步拓展了我們對(duì)PM2.5誘導(dǎo)呼吸系統(tǒng)損傷機(jī)制的認(rèn)識(shí),為呼吸系統(tǒng)損傷防治策略的研究提供了新的思路。PM2.5不僅能夠通過(guò)呼吸道的粘膜唾液屏障進(jìn)入支氣管和肺泡,同時(shí)也能夠穿越肺泡而直接進(jìn)入血液從而引發(fā)心血管系統(tǒng)損傷。本課題組在以往實(shí)驗(yàn)研究中已經(jīng)證實(shí):在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)中,HIF1α的聚集能夠調(diào)控PM2.5誘導(dǎo)ANGII及其受體的表達(dá),從而介導(dǎo)了HUVEC細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的粘附反應(yīng)和炎性應(yīng)激損傷效應(yīng)。在第二部分工作中我們進(jìn)一步揭示了PM2.5誘發(fā)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)的分子機(jī)制。首先我們?cè)诖笫笤軆?nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)體外PM2.5暴露能夠誘導(dǎo)AGT、ACE、AT1R及ANGII的表達(dá)。同時(shí)經(jīng)PM2.5暴露的大鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞中AGT、ACE、AT1R及血清中ANGII的表達(dá)水平上調(diào),而其他臟器中沒(méi)有明顯變化。我們?cè)谶M(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn),PM2.5能夠在血管內(nèi)皮細(xì)胞中誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng),IRE1α/XBP1s的誘導(dǎo)活化參與介導(dǎo)AGT、ACE、AT1R及ANGII的表達(dá),但并不涉及PERK、ATF6信號(hào)途徑。隨后我們還發(fā)現(xiàn),在PM2.5誘導(dǎo)作用下,IRE1α/XBP1s途徑介導(dǎo)HIF1α聚集;同時(shí)染色質(zhì)免疫沉淀結(jié)果顯示,XBP1s和HIF1α能夠結(jié)合在AGT、ACE、AT1R基因啟動(dòng)子元件的潛在位點(diǎn),而且XBP1s與HIF1α形成復(fù)合物是XBP1s結(jié)合在AGT、ACE、AT1R啟動(dòng)子區(qū)域的必須條件。我們還發(fā)現(xiàn)IRE1α、XBP1s及HIF1α參與介導(dǎo)PM2.5誘導(dǎo)粘附分子、趨化因子的表達(dá)及U937細(xì)胞與HUVEC細(xì)胞間的粘附作用。因此我們得出結(jié)論:PM2.5通過(guò)激活“IRE1α-XBP1s/HIF1α-AGT/ACE/AT1R”信號(hào)途徑介導(dǎo)了多種細(xì)胞黏附分子、趨化因子的表達(dá)及細(xì)胞間的粘附作用。以上結(jié)果共同表明PM2.5通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)介導(dǎo)了HUVEC細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的粘附反應(yīng)和炎性應(yīng)激損傷效應(yīng)。在后續(xù)研究工作中,我們還探索了PM2.5是否能夠誘導(dǎo)損傷保護(hù)效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):氧化應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)因子HO-1在PM2.5的刺激作用下被誘導(dǎo)表達(dá),它通過(guò)拮抗HIF1α聚集,從而抑制RAS組分及粘附分子、趨化因子表達(dá)。以上結(jié)果說(shuō)明了HO-1能夠介導(dǎo)PM2.5刺激作用下的炎性應(yīng)激損傷保護(hù)效應(yīng)。靶向“HO-1-HIF1α-AGT/ACE/AT1R”信號(hào)途徑的PM2.5致心血管系統(tǒng)損傷防控策略研究值得深入探討。
【學(xué)位授予單位】：安徽醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X513;R56

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1280707