肺离子细胞相关因子CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2在不同年龄牦牛肺脏内的分布和表达研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzhyskoa
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牦牛(Bos grunnien)作为一种高原特有牛种,在我国的分布范围主要是以青藏高原为中心及其毗邻的高山、亚高山地区,对海拔3000米以上的高山低氧生态环境适应性很强,已经形成了一系列独特的生态生理适应特性。肺离子细胞(pulmonary ionocyte)是2018年新发现的在人类和小鼠肺脏中分布的一种能调节气道表面生理环境的细胞,而且在肺囊胞性纤维化的形成机制中发挥关键作用,对哮喘、慢性阻塞性肺病和支气管炎在内的很多气道疾病的损伤和组织修复中起到关键作用。高原低氧环境和很多肺脏疾病均会导致肺脏发生纤维化,引起一系列的机体病理变化,而牦牛能很好的适应高原低氧环境,其肺脏不会发生低氧导致的肺纤维化等病理表现。本文旨在研究肺离子细胞相关因子CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2在四个年龄组牦牛肺脏中的分布和表达特点,探索肺离子细胞在不同年龄牦牛肺脏内的可能分布位置和其相关因子在牦牛肺脏在适应高原低氧环境的结构形成中起到的调控作用。论文以初生(1-6日龄)、幼年(1-2岁)、成年(3-6岁)及老年(7-10岁)四个年龄组健康牦牛肺脏组织为研究对象,首先使用qRT-PCR和Western blot技术从m RNA和蛋白两个方面检测各年龄组牦牛肺脏中CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2的表达情况;然后采用免疫组织化学技术,对各年龄组牦牛肺脏中CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2的分布位置进行研究,并在成年黄牛和小鼠肺脏中进行了对比。结果表明:1.qRT-PCR结果显示:CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2 m RNA在不同年龄组牦牛肺脏中均有不同程度的表达。CFTR在成年组中的表达量最高,老年组次之,幼年组表达量最低,各年龄组间差异性显著(P<0.05)。ATP6V1C2的表达和CFTR的表达趋势相同。ATP6V0D2则以初生组表达量最高,与其他三组相比较,差异性显著(P<0.05);其次为幼年组,与其他三组相比较,差异性显著(P<0.05);成年组和老年组的表达量差异性不显著(P>0.05)。2.Western blot结果显示:CFTR蛋白在初生组表达量显著高于其他三组(P<0.05),其它各组间差异性不显著(P>0.05)。ATP6V0D2在成年组的表达量显著高于其他三组(P<0.05),其它各组间差异性均显著(P<0.05)。ATP6V1C2则是以幼年组表达量最高(P<0.05),成年组次之,初生组表达量最低,各组间差异性显著(P<0.05)。3.免疫组织化学结果显示:CFTR主要分布在牦牛细支气管及其分支的上皮黏膜层纤毛细胞和克拉拉细胞、管壁平滑肌细胞和腺体、伴行肺动脉中膜平滑肌细胞中;在初生组中呈强阳性表达,其它组均为阳性表达。ATP6V0D2主要分布在细支气管及其分支上皮黏膜层的纤毛细胞和克拉拉细胞中;在成年组和老年组中呈强阳性表达。ATP6V1C2主要分布在肺内支气管与其分支上皮黏膜层纤毛细胞和克拉拉细胞、中膜层平滑肌细胞和成纤维细胞,伴行肺动脉管壁的成纤维细胞,以初生组呈强阳性表达。经对比,在成年黄牛、成年小鼠中CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2也同样分布于细支气管及其分支上皮黏膜层的纤毛细胞和克拉拉细胞中,但在气道管壁、伴行肺动脉管壁中均没有分布。综上所述,牦牛纤毛细胞和克拉拉细胞与小鼠和人肺离子细胞有共同的特性,但分布普遍,数量多,这些细胞可能具有类似肺离子细胞的功能,能发挥与肺离子细胞相似的防止肺纤维化功能。CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2在不同年龄牦牛肺脏组织中均有分布,除ATP6V0D2仅分布于肺脏细支气管及其分支的上皮黏膜层的纤毛细胞和克拉拉细胞、以成年组和老年组为强阳性表达外,CFTR和ATP6V1C2均大量分布于各年龄组上皮黏膜层的纤毛细胞和克拉拉细胞、管壁平滑肌细胞以及伴行肺动脉管壁平滑肌细胞和成纤维细胞中,且均以初生组呈强阳性表达。随着年龄的增长、肺脏适应性结构的形成,它们在不同年龄牦牛肺脏中的表达也呈一定的变化趋势,CFTR、ATP6V0D2和ATP6V1C2在初生和成年牦牛肺脏中呈强阳性表达,蛋白表达量也达最高值,这与牦牛肺脏对低氧环境的适应性结构形成过程具有直接联系,可能发挥重要的生理机能,但他们与肺离子细胞之间的确切联系还需进一步研究。
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