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背景急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是由多种因素引起的一种临床综合征,其临床发病率和病死率都较高,其中因为脓毒症而引起的急性呼吸窘迫综合征约占75%。而导致脓毒症发病的常见病原体之一为革兰氏阴性杆菌,其细胞壁的最外层脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)是导致一系列炎性反应发生的主要成分,因此研究LPS引起ARDS的机制具有重要科学意义和临床价值。肺上皮细胞损伤在ARDS的发病中起关键作用。研究表明LPS可直接损伤肺上皮细胞,但肺上皮细胞表面不存在LPS识别受体TLR4。且有研究指出多种类型细胞(包括肺上皮细胞)均可以内吞LPS并引起炎症因子的释放。我们课题组前期研究发现ICAM-1是介导肺上皮细胞内吞LPS并引起炎性损伤的关键蛋白。另外,既往关于ICAM-1基因敲除小鼠的研究中发现ICAM-1蛋白不同结构域的缺失在LPS所致的脓毒症模型中出现不同的疾病表型,其中ICAM-1蛋白胞外Ig结构域3对应的基因缺失的小鼠死亡率较野生型小鼠死亡率低,并且其肺部中性粒细胞的浸润也较野生型小鼠少。综上我们假设,通过ICAM-1胞外Ig结构域3介导肺泡上皮细胞内吞LPS,引起炎性反应及上皮损伤,从而导致ARDS。目的研究ICAM-1胞外Ig结构域3是介导肺上皮细胞内吞LPS并引起细胞损伤的关键靶点方法通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建ICAM-1胞外Ig结构域3敲除[对应ICAM-1基因4号外显子(exon4)敲除]的BEAS-2B细胞。应用ICAM-1胞外Ig结构域3敲除细胞,以LPS刺激,通过免疫荧光染色观察肺上皮细胞内吞LPS的情况,同时检测细胞炎症因子的表达水平。结果1.Icam-1 Exon4 KO细胞在mRNA水平上无ICAM-1基因4号外显子的表达。在蛋白水平上,野生型细胞的ICAM-1约为100KDa,而Icam-1 Exon4 KO细胞的ICAM-1约为60KDa。2.野生型细胞在LPS刺激4h后,LPS绿色荧光位于核周围的细胞浆中;而Icam-1 Exon4 KO细胞的胞浆中没有LPS绿色荧光出现。3.野生型细胞在LPS刺激24h后,和LPS0h相比,细胞的TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA基因表达水平明显升高;而Icam-1 Exon4 KO细胞较自身对照组无升高的趋势,但与LPS刺激24h的野生型细胞相比,Icam-1 Exon4 KO细胞的TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA表达水平明显降低。结论ICAM-1胞外Ig结构域3介导肺上皮细胞内吞LPS引起炎性损伤。