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苯并(a)芘[Benzo(a)pyrene,B(a)p]是一种常见的环境污染物,可引起肺部氧化应激和炎性损伤。焦亡是一种炎症性的程序性细胞死亡,GSDMD活化是焦亡发生的标志;NLRP3是细胞内NLR受体家族成员之一,NLRP3炎性小体能够参与炎症反应。文献报道NLRP3炎性体活化能进一步激活焦亡标志物GSDMD引发焦亡,然而GSDMD是否反向调控NLRP3炎性体参与B(a)p诱导肺泡上皮细胞炎性损伤过程尚未见报道。miR-223可以调控NLRP3进而影响炎性疾病进程。GSDMD是否可能通过miR-223影响NLRP3炎性体表达和活化尚不清楚。目的探讨GSDMD-miR-223-NLRP3轴在B(a)p诱导肺泡上皮细胞炎性损伤中的作用,为阐明B(a)p诱导肺部炎性损伤的机制提供新的思路。方法1.使用B(a)p(0、2、4、8μM)对肺泡Ⅱ型上皮细胞A549染毒0、12、24h,观察细胞形态变化,检测细胞上清中TNF-α和IL-6表达水平,确定发生炎性损伤所需要的染毒剂量和时间。透射电镜观察细胞形状变化,Hoechest 33342/PI染色检测细胞死亡状态,qRT-PCR检测NLRP3 mRNA和miR-223表达的改变。免疫组化检测NLRP3、IL-1β和IL-18蛋白表达,以判断NLRP3炎性体表达和活化情况。Western blot法检测焦亡标志物GSDMD/GSDMD-N、焦亡经典途径caspase-1和非经典途径caspase-4前体和活化体的蛋白改变情况。2.使用小干扰RNA抑制GSDMD表达,ELISA检测细胞炎性改变,检测其对NLRP3炎性体表达活化和miR-223表达的影响。使用miR-223 Inhibitor抑制miR-223表达,检测细胞炎性改变,检测其对NLRP3炎性体表达和活化的影响。3.统计分析:统计结果以均数±标准差(±s)的形式表示,两组间计量资料比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析。组间两两比较采用LSD法分析。软件SPSS 21.0进行统计分析,检验水准为双侧α=0.05。结果1.8μM B(a)p染毒A549细胞12h后,部分细胞体积变大;2μM、4μM、8μM B(a)p染毒A549细胞24h后,可见细胞体积增大,细胞膜肿胀变形,边缘模糊不清。随着染毒时间和染毒浓度的增加,细胞上清中TNF-α和IL-6表达逐渐升高;与DMSO组相比,8μM B(a)p染毒12h组和2μM、4μM、8μM B(a)p染毒24h组A549细胞上清中的炎性因子TNF-α和IL-6表达明显升高。NLRP3 mRNA随着染毒浓度和时间的增多而增高(P<0.05),miR-223表达随着染毒浓度和时间的增加而降低(P<0.05)。透射电镜结果,DMSO组A549细胞形态结构正常、无明显损伤,而8μM B(a)p染毒24h组可见细胞明显肿胀,细胞膜破裂。Hoechest33342/PI染色结果显示,B(a)p处理A549细胞24h后,随着染毒浓度的增加,PI阳性细胞率也随之增加,即焦亡细胞增多。免疫组化结果表明与DMSO组相比,A549细胞暴露在2μM、4μM和8μM B(a)p 24h时,NLRP3、IL-1β、IL-18蛋白的表达均明显升高(P<0.05)。Western blot检测发现B(a)p染毒A549细胞24h时,焦亡标志蛋白GSDMD、GSDMD-N及通路蛋白caspase-1、caspase-4的前体和活化体表达量升高(P<0.05)。2.si GSDMD转染A549细胞后检测细胞上清中炎性因子TNF-α和IL-6表达水平明显减少(P<0.05)。与si NC组相比,NLRP3 mRNA表达水平明显降低(P<0.01),而miR-223表达水平明显升高(P<0.01)。si GSDMD组NLRP3、IL-1β、IL-18蛋白的相对表达量显著低于si NC组,差异有统计学意义(P<0.05)。与si NC组相比,si GSDMD组cleaved caspase-1的表达明显下降(P<0.01)。3.miR-223 Inhibitor组上清TNF-α和IL-6蛋白的表达水平比Inhibitor NC组明显升高(P<0.05)。miR-223 Inhibitor组NLRP3 mRNA相对表达量升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。与对照组相比,miR-223 Inhibitor组NLRP3、IL-1β、IL-18蛋白的相对表达量明显升高(P<0.05)。miR-223 Inhibitor转染A549细胞后,蛋白cleaved caspase-1相对表达量显著升高(P<0.01)。结论1.B(a)p诱导肺泡上皮细胞A549发生炎性损伤过程中,细胞焦亡同时发生,且caspase-1焦亡经典通路和caspase-4非经典通路都被激活。2.GSDMD可能通过miR-223调控NLRP3炎性体,参与B(a)p诱导A549细胞炎性损伤。