N-乙酰半胱氨酸调节PM2.5引起的支气管上皮细胞损伤的机制研究

来源 :中国人民解放军医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laopengyou123
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研究背景和目的:可吸入细颗粒物PM2.5是导致慢性肺疾患加重的主要致病因素之一,可通过炎症反应、氧化应激、凋亡、自噬等机制,造成人呼吸道上皮细胞的损伤。N-乙酰半胱氨酸(NAC,N-acetylcysteine)作为一种黏液溶解剂,还拥有抗氧化、抗炎作用。近年来,对于空气中颗粒物(PM)暴露引起的细胞损伤的自噬机制,受到广泛关注。我们的研究意在进一步探索N-乙酰半胱氨酸可以通过调节PM2.5介导的人支气管上皮细胞Beas-2 b细胞的损伤机制,特别是由自噬方面的相关机制进行深入探讨。这些结果有助于了解N-乙酰半胱氨酸在PM2.5引起的人支气管上皮细胞Beas-2b细胞的损伤时,其所发挥的保护作用。我们还研究了人支气管上皮细胞Beas-2 b细胞发生自噬损伤时,其VEGFA水平变化趋势,以进一步探究细胞自噬的信号通路。方法:以人支气管上皮细胞Beas-2 b细胞为实验对象,设立对照组、PM2.5(100μg/ml)组和PM2.5(100μg/ml)+N-乙酰半胱氨酸(1mmol/L)组,用普通培养基或者含有N-乙酰半胱氨酸(1mmol/L)的培养基对细胞进行预处理4小时,然后以普通培养基或者含有PM2.5(100μg/ml)的培养基对细胞进行处理12小时。然后检测:(1)倒置显微镜下观察细胞形态变化;(2)流式细胞术分析N-乙酰半胱氨酸对PM2.5引起的支气管上皮细胞凋亡的影响;(3)使用LC3荧光共聚焦显微镜进行观察LC3荧光量、使用蛋白印记法(Western Blot)观察LC3Ⅱ/LC3I及P62的情况,分析细胞发生自噬的情况。(4)使用蛋白印记法(Western Blot)观察各组细胞VEGFA的情况。然后用普通培养基或者含有3-甲基腺嘌呤(2mmol/L)的培养基,对Beas-2 b细胞进行预处理12小时,然后在普通培养基或者含有PM2.5(100μg/ml)的培养基中继续培养细胞12小时,使用蛋白印记法(Western Blot)观察细胞VEGFA的情况。结果:(1)PM2.5、N-乙酰半胱氨酸处理后的细胞出现了细胞胀大、胞浆收缩或胞浆膨胀、核质比异常、核变化变慢、细胞核凝集固缩,甚至出现细胞膜完整性丧失、胞膜破裂、细胞内容物外溢、全细胞裂解等细胞形态学上的变化。这表明,PM2.5可以促进Beas-2 b细胞的损伤,而N-乙酰半胱氨酸对PM2.5引起的Beas-2 b细胞损伤的影响情况,还需要进一步研究。(2)PM2.5(100μg/ml)明显增加细胞的凋亡,而N-乙酰半胱氨酸(1mmol/L)可以明显抑制PM2.5(100μg/ml)引起的细胞凋亡,差异均有统计学意义(P<0.05)。(3)PM2.5(100μg/ml)组与对照组相比,LC3荧光量明显增加,LC3Ⅱ/LC3I明显增加,P62明显减少;而PM2.5(100μg/ml)+N-乙酰半胱氨酸(1mmol/L)组与PM2.5(100μg/ml)组相比,LC3荧光量明显减少,LC3Ⅱ/LC3I明显减少,P62明显增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。(4)PM2.5(100μg/ml)组与对照组相比,VEGFA明显增加;而PM2.5(100μg/ml)+N-乙酰半胱氨酸(1mmol/L)组与PM2.5(100μg/ml)组相比,VEGFA明显减少(P<0.05)。通过3-MA预处理的Beas-2 b细胞与单独PM2.5处理的细胞相对比,LC3表达降低,且几乎完全阻断了PM2.5诱导的VEGFA的产生(P<0.05)。结论:N-乙酰半胱氨酸可以抑制PM2.5介导的人支气管上皮细胞的自噬,抑制VEGFA的过度表达,从而减少细胞的损伤。探索通过对自噬途径的选择性操控,我们可以为调节免疫和抑制慢性阻塞性肺病等呼吸系统慢性炎症提供新思路,从而可能导致肺部疾病治疗学的发展。
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