关键词:
p120
NF-κB
IL-8
炎症反应
气道上皮细胞
CSE
IQGAP1
β-catenin
细胞粘附
气道上皮细胞
摘要:
实验背景
气道上皮是呼吸系统对抗有害刺激的第一道防线,各种病原微生物在机体抵抗力低下时均可引起肺部感染性疾病。其中以革兰阴性菌细胞壁的主要成分脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)为主要致病因素,不仅引起肺部炎症反应,还可使原有肺部疾病发展和加重。气道上皮在致病因素的攻击下受到损伤,随后启动自身修复机制。LPS致气道上皮细胞损伤后,可促使细胞发生坏死、凋亡和分泌前炎症因子等反应,这些反应共同推动肺损伤的发展过程。大量研究证明,核因子-κB (nuclear factor, NF-κB)信号途径参与调节细胞生长、分化、增殖、存活、凋亡及炎症反应过程中多种基因的转录,与LPS引起的肺损伤密切相关。然而,LPS导致肺部炎症反应的分子机制还远未阐明。
NF-κB在正常情况下与其抑制蛋白ⅠκB结合以无活性的形式存在于静息细胞胞浆中。外界刺激可引起ⅠκB被迅速磷酸化、泛素化而降解,从而释放NF-κB活性亚单位转位入核,激活下游靶基因转录。P120-catenin(p120)是连环素家族成员,可在细胞膜上与上皮钙粘蛋白(E-Cadherin, E-Cad)相互结合而调节细胞粘附。近年来有研究表明,p120通过调节NF-κB活性参与表皮炎症反应。我们推测在气道炎症反应中,p120也可能通过NF-κB信号途径发挥调节作用。
实验目的
本实验使用脂多糖刺激建立体外气道炎症反应模型,初步探讨脂多糖刺激后气道上皮细胞中p120的表达变化及其对NF-κB信号通路的影响,从而进一步分析气道炎症发生发展的机制。
实验方法
使用脂多糖刺激建立体外气道炎症反应模型;采用免疫荧光共聚焦成像、Western blot、核浆分离方法检测p120、NF-κB、IκBα等蛋白表达及定位变化;采用荧光定量PCR、定量酶联免疫吸附实验(ELISA)检测IL-8表达变化;采用荧光素酶报告基因分析的方法检测NF-κB的活性;通过瞬时转染及小干扰RNA技术改变细胞中p120的表达量再检测p120对NF-κB信号途径的影响。
实验结果
(1)细胞瞬时转染NF-κB报告质粒后,报告基因分析结果显示,LPS刺激可引起气道上皮细胞中NF-κB信号的活化;同时荧光定量PCR和ELISA结果显示NF-κB靶基因IL-8--一种前炎症因子的表达亦有明显增多。
(2)p120在正常气道上皮细胞中含量丰富,而LPS刺激后,其表达迅速下调,早在15 min时即可表现出来。基于以上两点,我们推测在LPS所致气道炎症反应中,p120与NF-κB信号途径可能存在某种联系。接下来,我们先探讨NF-κB信号活化的机制。
(3)实验发现,在LPS刺激15 min-30 min时,NF-κB的抑制蛋白IκBα迅速降解至几近消失;其磷酸化形式在正常细胞中几乎检测不到,但在LPS处理15 min-30 min这段时间内含量显著增加,在IκBα恢复正常水平后,p-IKBa又再次消失不见。
(4)核浆分离试验及免疫荧光共聚焦结果均显示LPS促使NF-κB活性亚单位p65发生核内转位。
结果(3)和(4)表明,LPS在气道上皮细胞中引起的NF-κB活化是通过使IκBa发生磷酸化降解,从而导致p65由NF-κB/IκB复合体中释放并转位入核激活相应靶基因转录。接下来,我们通过对细胞转染p120质粒或小干扰RNA,研究p120对NF-κB信号活化的影响。
(5)实验结果显示,过表达p120可以部分抑制NF-κB的活性及IL-8的表达,但免疫荧光及核浆分离结果依然可以观测到p65核转位。
(6)小干扰RNA敲低p120的表达后,免疫荧光结果显示,LPS可引起p65更强烈的核染色;同时核浆分离产物的免疫印迹结果也证实阻断p120表达可进一步促进LPS诱导的p65核转位。
(7)阻断p120的表达可大大提升NF-κB的转录活性及其靶基因IL-8的表达。
实验结论
本实验表明:
(1)LPS可导致气道上皮细胞中p120表达下调。
(2)LPS可诱导气道上皮细胞NF-κB信号的活化及其靶基因IL-8的表达。
(3) NF-κB信号途径的活化是通过IκBα的磷酸化降解释放p65入核实现的。
(4)过表达p120可部分抑制NF-κB信号的活化;敲低p120能显著促进NF-κB信号的活化。
本实验提示:
在LPS引起的气道炎症反应中,p120可能负性调节NF-κB信号途径的活化,
从而抑制气道炎症反应。
实验背景
大量研究表明,吸烟可从多个方面损伤气道上皮细胞,更是导致