基于小鼠模型探析哮喘的發(fā)病機制,內科論文

基于小鼠模型探析哮喘的發(fā)病機制,內科論文[內容摘要]目的討論哺乳動物雷帕霉素靶蛋白〔mTOR〕/真核生物始動因子4E結合蛋白1〔4EBP1〕/缺氧誘導因子-1〔HIF-1〕/血管內皮生長因子〔VEGF〕信號通路在哮喘小鼠中的表示出及意義。方式方法40只SPF級6~8周齡雌性Balb/c小鼠隨機分為對照組、哮喘組、布地奈德干涉組及mTOR抑制劑〔雷帕霉素〕干涉組，每組10只。卵清蛋白致敏激發(fā)建立哮喘小鼠模型，各干涉組分別在激發(fā)前30min給予雷帕霉素3mg/kg腹腔注射或布地奈德混懸液1mg霧化吸入，對照組和哮喘組以生理鹽水代替。于末次激發(fā)24h后處死小鼠，收集肺泡灌洗液〔BALF〕，采用ELISA法測定HIF-1、VEGF水平；取肺組織行蘇木精-伊紅〔HE〕染色觀察其病理變化；免疫組化染色和Westernblot法測定肺組織磷酸化的mTOR及4EBP1〔p-mTOR及p-4EBP1〕蛋白表示出水平。Pearson法分析p-mTOR、p-4EBP1、HIF-1、VEGF表示出的相關性。結果與對照組相比，哮喘組氣管及其周圍炎性細胞浸潤明顯，分泌物增加；BALF中HIF-1、VEGF水平顯著升高〔P0.01〕；肺組織p-mTOR、p-4EBP1表示出顯著增加〔P0.01〕。與哮喘組相比，各干涉組氣道炎癥浸潤明顯減輕，分泌物減少；BALF中HIF-1、VEGF水平明顯下降〔P0.01〕；肺組織p-mTOR、p-4EBP1表示出顯著降低〔P0.01〕。對照組及兩干涉組間相比上述指標變化差異均無統(tǒng)計學意義〔P0.05〕。哮喘組小鼠p-mTOR、p-4EBP1、HIF-1、VEGF表示出水平兩兩互呈正相關〔P0.05〕，而對照組及兩干涉組各指標間無相關性〔P0.05〕。結論哮喘發(fā)生時p-mTOR、p-4EBP1、HIF-1、VEGF可能協(xié)同介入了哮喘的發(fā)病經過。雷帕霉素能阻斷這一經過，可能作為治療哮喘的新靶點。[中國現(xiàn)代兒科雜志，2021,19〔1〕：104-110][本文關鍵詞語]哮喘；哺乳動物雷帕霉素靶蛋白；真核生物始動因子4E結合蛋白1;缺氧誘導因子-1；血管內皮生長因子；小鼠。Abstract:ObjectiveTostudytheexpressionandsignificanceofthemammaliantargetofrapamycin〔mTOR〕/eukaryoteinitiatingfactor4Ebindingprotein1〔4EBP1〕/hypoxiainduciblefactor-1〔HIF-1〕/vascularendothelialgrowthfactor〔VEGF〕signalingpathwayinasthmaticmice.MethodsFortySPFlevel6-8week-oldfemaleBalb/Cmicewererandomlydividedintocontrol,asthma,budesonideandmTORinhibitor〔rapamycin〕interventiongroups〔n=10each〕。TheasthmaticmousemodelwaspreparedviaOVAinductionandchallengetest.Theinterventiongroupswereadministeredwithrapamycinatthedosageof3mg/kgbyanintraperitonealinjectionorbudesonidesuspensionatthedosageoflmgbyaerosolinhalationrespectively30minutesbeforetheOVAchallenge.Thecontrolandasthmagroupsweretreatedwithnormalsalineinstead.TheconcentrationsofHIF-1andVEGFinbronchoalveolarlavagefluid〔BALF〕wereexaminedusingELISA24hoursafterthelastchallenge.Thepathologicalchangesoflungtissuewereobservedbyhematoxylin-eosin〔HE〕staining.Thep-mTORandp-4EBP1fromthelungtissuesweredetectedbyimmunohistochemistryandWesternblot.Pearsonanalysiswasusedtostudythecorrelationbetweenp-mTOR,p-4EBP1,HIF-1，andVEGFexpression.ResultsComparedwiththecontrolgroup,inflammatorycellinfiltrationandsecretionsinthetracheaincreasedintheasthmagroup.ThelevelsofHIF-1andVEGFinBALFandp-mTORandp-4EBP1expressioninlungtissuesalsoincreased〔P0.01〕。Comparedwiththeasthmagroup,inflammatorycellinfiltrationandsecretionsinthetracheawerereducedinthetwointerventiongroups,andthelevelsofHIF-1andVEGFinBALFandp-mTORandp-4EBP1expressioninlungtissueswerealsoreduced〔P0.01〕。Therewerenosignificantdifferencesintheabovechangesbetweenthetwointerventiongroupsandcontrolgroup〔P0.05〕。Intheasthmagroup,therewasapairwisepositivecorrelationbetweenlungp-mTORandp-4EBP1expressionandHIF-1andVEGFlevelsinBALF〔P0.05〕。However,therewerenocorrelationsintheaboveindexesintheinterventiongroupsandcontrolgroup.Conclusionsp-mTOR,p-4EBP1,HIF-1andVEGFtogetherareinvolvedinthepathogenesisofasthma.Rapamycintreatmentcanblockthissignalingpathway,suggestingthatthispathwaycanbeusedasanoveltargetforasthmatreatment.[ChinJContempPediatr,2021,19〔1〕：104-110]Keywords:Asthma;Mammaliantargetofrapamycin;Eukaryoteinitiatingfactor4Ebindingprotein1;Hypoxiainduciblefactor-1；Vascularendothelialgrowthfactor;Mice.哮喘是由嗜酸性粒細胞、肥大細胞及多種細胞因子等共同作用，以氣道慢性炎癥浸潤、氣道重塑及可逆性氣流受限為特征的慢性呼吸系統(tǒng)疾病[1],至今發(fā)病機制并不完全清楚。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白〔mammaliantargetofrapamycin,mTOR〕是一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，由于處于生長調節(jié)的中心環(huán)節(jié)而倍受關注,在炎癥損傷、免疫應答及腫瘤等方面發(fā)揮重要作用[2-3].研究發(fā)現(xiàn)mTOR高表示出也同樣存在于哮喘中，這可能由于mTOR介入了哮喘氣道炎癥浸潤及氣道重塑等病理經過[4],而mTOR抑制劑雷帕霉素能阻斷這一經過抑制哮喘的發(fā)生，但mTOR是怎樣通過下游靶蛋白介入哮喘的發(fā)生少見相關報道。真核生物始動因子4E結合蛋白1〔eukaryoteinitiatingfactor4Ebindingprotein1,4EBP1〕是mTOR下游的一個重要靶蛋白，激活后可促進包括缺氧誘導因子-1〔hypoxiainduciblefactor-1，HIF-1〕、血管內皮生長因子〔vascularendothelialgrowthfactor,VEGF〕在內的調節(jié)細胞生長關鍵蛋白的翻譯[5],研究發(fā)現(xiàn)HIF-1及VEGF在哮喘發(fā)生中發(fā)揮重要作用[6-8],由此我們揣測mTOR可能通過激活4EBP1進而引起HIF-1及VEGF表示出增加促進哮喘發(fā)生，而磷酸化的mTOR、4EBP1〔即p-mTOR、p-4EBP1〕被以為是該信號通路激活的標志，本研究通過建立小鼠哮喘模型，檢測肺組織p-mTOR、p-4EBP1及肺泡灌洗液中HIF-1、VEGF的表示出，進而進一步明確哮喘的發(fā)病機制，尋找有效治療哮喘的新方式方法。1材料與方式方法。1.1實驗動物與試劑。SPF級6~8