关键词:
哮喘
炎症反应
IL-1信号通路
泛素连接酶
Peli1
IL-1信号通路
Peli1
中性粒细胞
HDM
OVA
单核巨噬细胞
炎症因子
IL-1信号通路
Peli1
炎症因子
Peli1
IRAK3
泛素化修饰
摘要:
背景:支气管哮喘(简称哮喘)为一种异质性疾病,以慢性气道炎症为特征。哮喘一直是全球难以攻克的顽疾。成人哮喘多数起病于婴幼儿期,而哮喘是儿童最常见最顽固的慢性呼吸系统疾病。哮喘对全球造成了沉重负担,世界卫生组织已将哮喘的防控确定为紧迫的发展问题,对实现2030年可持续发展目标至关重要。鉴于此,各国都在开展哮喘防治的研究,但目前关于哮喘的治疗措施仍未有很大进展。因此,深入研究哮喘发病机制,寻求新的诊疗策略,是当前哮喘防治亟待解决的问题。
为探讨哮喘发病机制,寻找新的诊疗策略,解决临床实际问题,本研究团队通过收集哮喘儿童外周血单个核细胞(Peripheral blood mononuclear cell,PBMC)标本,以健康儿童PBMC为对照,应用测序手段筛选差异表达的基因,发现并证实哮喘儿童PBMC中泛素连接酶表达谱与健康儿童显著不同,并靶向研究差异最显著的E3泛素连接酶 Pellino1(Peli1)。
泛素化是蛋白翻译后修饰的一种,可对细胞功能进行广泛而复杂的调控,在泛素化修饰中,E3泛素连接酶是特异性识别底物的关键。研究表明E3泛素连接酶在炎症级联反应的调控中起重要作用。其中,E3泛素连接酶Peli1在先天免疫和适应性免疫中起重要调节作用。Peli1可负调节T细胞活化,抑制自身免疫。目前有关Peli1的报道多与白细胞介素-1(Interleukin-1,IL-1)信号通路的激活相关。Baines团队分别于2010年、2017年报道了哮喘频繁发作的患者痰液中Peli1表达升高,并预测哮喘发作与IL-1信号通路激活相关。本课题组前期工作鉴定并报道了IL-1信号通路相关分子Peli1是儿童哮喘的重要生物标记。目前Peli1在哮喘疾病中的报道有限。
第一部分
E3泛素连接酶Peli1在哮喘患儿PBMC中表达及意义
目的:探讨哮喘患儿外周血中IL-1信号通路相关分子Peli1等表达情况及与临床表现、预后、实验室检测、肺功能检查等相关性。
方法:(1)收集急性发作期的哮喘儿童(实验组)以及健康儿童(对照组)的外周血样本,分离PBMC,提取核糖核酸(Ribonuleic acid,RNA),进行转录组测序(RNA-Seq)检测筛选差异表达的基因。(2)扩大样本量,收集哮喘儿童和成人外周血标本 qRT-PCR(Quantitative Real time polymerase chain reaction)验证差异表达的基因。(3)收集年龄、性别、体重、哮喘病程、GINA(Global initiative for asthma)分级分期、使用糖皮质激素等药物情况、并发症情况、临床化验指标、肺功能检查结果(1秒钟用力呼气容积占预计值的百分比(The percentage of forced expiratory volume in 1 second accouting for the predicted value,FEV1%predicted)、呼出气一氧化氮浓度(FeNO)等临床资料,分析候选分子在儿童哮喘中的意义。
结果:(1)RNA-Seq检测到哮喘儿童PBMC中有13个泛素连接酶上调,32个泛素连接酶下调。qRT-PCR验证得出差异最显著的泛素连接酶为Peli1。(2)IL-1信号通路的相关分子检测中,8个分子表达(IL-1RN、IL-1B、IRAK3、MYD88、IRAK2、Peli1、IL-1RAP、IL-1R1)在急性发作期患者与健康对照组比较中出现上调,4个分子(IL-1RN、IRAK3、Peli1、IL-1RAP)随哮喘进展动态波动。(3)Peli1在急性发作期、慢性持续期和健康组三组中的表达量下降与肺功能FEV1的上升呈正相关,与FeNO的下降呈正相关。
结论:哮喘儿童与健康儿童泛素连接酶表达谱显著不同,差异最显著的是Peli1分子。IL-1信号通路的关键分子是儿童哮喘的重要生物标记,IL-1信号通路关键分子Peli1等表达随哮喘进展动态变化。
第二部分
E3泛素连接酶Peli1在哮喘模型小鼠PBMC和肺组织中表达及意义
目的:通过构建卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)及尘螨提取物(House dust mite extract,HDM)诱导的小鼠哮喘模型,评估小鼠哮喘症状体征,检测支气管肺组织、肺泡灌洗液和外周血中炎症因子指标及IL-1信号通路相关分子Peli1等表达情况,以进一步证实Peli1等IL-1信号通路相关分子在哮喘发病中的重要意义。
方法:(1)建模:选择6-8周的雌性C57BL/6小鼠,通过腹腔注射结合超声雾化吸入HDM或OVA建立哮喘模型。(2)模型验证:观察小鼠每日行为学改变(哮喘症状体征如竖毛、烦躁不安、呼吸急促、点头呼吸、腹肌抽搐等);H&E(Hematoxylin and eosin)染