关键词:
PM_(2.5)
内质网应激
气道炎症
细胞凋亡
摘要:
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。