miR-146a调控NLRP3在机械通气相关性肺损伤中的作用及机制

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研究背景:机械通气(Mechanical ventilation,MV)是急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者常用的生命支持手段,通过控制或辅助患者的自主呼吸使患者平稳地度过治疗时期。机械通气相关性肺损伤(Ventilator-induced lung injury,VILI)是MV过程中常见的并发症,造成或加重患者肺损伤,严重影响患者的生存质量。目前提倡保护性机械通气防治VILI,比如低潮气量通气、俯卧位通气、高频振荡通气、呼气末正压通气和体外膜肺氧合。虽然通过保护性机械通气防治VILI取得了一定进展,但因其发病机制的复杂性,目前仍无法完全避免VILI的发生。因此进一步探究VILI发生机制,寻找新的治疗靶标,对于减少医疗费用,缩短患者住院周期具有重要意义。VILI的发病机制复杂。气压伤、不张伤、容积伤和生物伤都参与了 VILI的发生,其中生物伤越来越受到人们的重视。炎症细胞的聚集、炎症介质的释放、活性氧的生成以及补体的激活使得肺泡气血屏障功能受损,最终导致肺损伤。Nod样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3)炎性小体在VILI所致的炎症性肺损伤中发挥重要作用。MV诱导NLRP3炎性小体活化以及炎症因子的释放进而诱导细胞连接蛋白降解,连接蛋白的降解会使肺泡的通透性增高,大量水肿液流入肺泡间隔以及肺泡腔内,使得气体交换效率下降,影响患者的呼吸与氧合。降低MV过程中NLRP3炎性小体的活化有利于缓解VILI。因此,探究NLRP3炎性小体活化的负向调控机制,为VILI防治提供新的理论支持具有重要意义。microRNA(miRNA)近年来被广泛报道参与多种炎症性疾病的发生发展,其中miR-146a作为第一个被报道与免疫功能相关的miRNA,能负性调控多种炎症因子的分泌,对多种细胞和组织具有炎症抑制作用从而成为研究热点。而炎症反应也是VILI的主要发病机制。miR-146a是否参与VILI的发展还未有文献报道。因此本研究主要检测miR-146a在VILI中的表达变化,并深入探讨其对VILI的作用以及具体的分子作用机制,为VILI的防治提供新的作用靶点。研究目的:小鼠肺泡上皮细胞(Mouse lung epithelial cells,MLE-12)行机械牵张构建VILI细胞模型。明确(1)机械牵张不同时间点,NLRP3以及细胞连接蛋白的表达情况;(2)机械牵张后miR-146a的表达情况;(3)高表达miR-146a后,VILI细胞模型中NLRP3和细胞连接蛋白的表达情况;(4)抑制miR-146a的活性后,VILI细胞模型中NLRP3和细胞连接蛋白的表达情况;(5)miR-146a调节NLRP3表达的作用机制。研究方法:(1)FX-5000T细胞牵张拉伸应力加载系统设置20%、0.5 HZ的模式分别处理MLE-12 0、2、4h,WB 检测 NLRP3 和 E-cadherin、Occludin 细胞连接蛋白的表达。(2)FX-5000T细胞牵张拉伸应力加载系统设置20%、0.5 HZ的模式分别处理MLE-12 0、2、4h,qRT-PCR 检测 miR-146a 的表达。(3)MLE-12转染miR-146a mimic 48 h后进行机械牵张,WB检测NLRP3和E-cadherin、Occludin细胞连接蛋白的表达。(4)MLE-12 转染 miR-146ainhibitor48 h 后进行机械牵张,WB 检测 NLRP3 和 E-cadherin、Occludin细胞连接蛋白的表达。(5)MLE-12转染miR-146a mimic 48 h后,分别用蛋白降解途径抑制剂和蛋白合成途径抑制剂处理细胞,WB检测NLRP3的表达。研究结果:(1)机械牵张后NLRP3表达增多,E-cadherin、Occludin细胞连接蛋白表达减少。(2)机械牵张后miR-146a表达减少。(3)高表达miR-146a后NLRP3的表达减少。在VILI细胞模型中,与机械牵张组相比,高表达miR-146a后NLRP3表达减少,细胞连接蛋白的降解程度有所改善。(4)抑制miR-146a的活性后NLRP3的表达增多。在VILI细胞模型中,与机械牵张组相比,抑制miR-146a的活性后NLRP3表达增多,细胞连接蛋白的降解程度加重。(5)miR-146a通过蛋白合成途径负向调控NLRP3的表达。研究结论:机械牵张后miR-146a表达减少,NLRP3表达增加诱导炎症活化从而促进E-cadherin、Occludin细胞连接蛋白的降解,导致VILI的发生。miR-146a可能通过蛋白合成途径负向调控NLRP3表达,减轻细胞的炎症反应缓解细胞连接蛋白的降解进而改善VILI。
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