病毒感染是支气管哮喘急性发作最常见诱因,也是引起气道黏膜屏障损伤的重要原因,但介导损伤的信号通路及分子机制尚不明确。GEF-H1/RhoA/ROCK信号通路被证实与黏膜屏障损伤关系密切,相关机制涉及细胞骨架重排和紧密连接蛋白磷酸化。我们前期研究发现病毒感染模拟物聚胞苷酸(PIC)能够破坏气道上皮细胞屏障功能并与p38MAPK激活有关。本研究将以气道黏膜模拟病毒感染体外模型为研究对象,采用分子生物学技术和方法,明确GEF-H1/RhoA/ROCK信号通路在PIC所致气道黏膜屏障损伤中的作用,并通过检测其对细胞骨架系统及紧密连接蛋白的影响揭示PIC所致气道黏膜屏障损伤的分子机制,同时采用在体模型探讨GEF-H1/RhoA/ROCK信号通路在支气管哮喘模拟病毒感染后气道黏膜屏障损伤中的作用,为今后采取有效治疗措施改善气道黏膜屏障功能、控制哮喘急性发作提供理论依据,具有较大的科研价值和临床意义。
Airway epithelial cell;innate immune;mucosal barrier;viral infection;chronic airway diseases
本课题以人气道上皮细胞为模拟病毒感染气道黏膜体外模型为研究对象,16HBE细胞经Transwell 系统培养一周后, 给予PIC(10μg/ml)刺激,运用Western blot 方法检测不同时间点(0、5、15、30、45min)GEF-H1、ROCK1/2蛋白含量,并使用Pull-down 方法检测RhoA 活性。结果发现,经PIC刺激后,GEF-H1/RhoA/ROCK通路明显激活,提示该通路在PIC所引起的气道黏膜屏障损伤过程中发挥作用。使用ROCK抑制剂预处理,可以有效地减少气道损伤(论文整理中),进一步证明了GEF-H1/RhoA/ROCK通路在这一过程中起着十分重要的作用。此外,本研究探讨了研究了聚肌胞苷酸(PIC))、脂多糖(LPS)及肽聚糖(PGN)对人气道黏膜屏障及炎性介质表达的影响,进而了解气道黏膜对不同Toll样受体配体的天然免疫应答反应,发现PIC可破坏气道黏膜屏障完整性,导致小分子及大分子通透性增加,同时促进炎性介质向量式向顶侧分泌,PIC可促进趋化因子IP-10表达,地塞米松能够减轻炎性介质的表达,并抑制NF-κB p65活性,提示病毒及细菌感染所致气道炎症与TLR通路介导的气道黏膜天然免疫应答有关,糖皮质激素能够减轻PIC所引起的天然免疫反应LPS刺激16HBE气道上皮细胞后IL-8mRNA及蛋白表达明显升高(P<0.05);加入PIC共刺激后IL-8和IP-10的mRNA及蛋白表达对照组及LPS组明显升高。地塞米松及SB203580能够抑制PIC所致的IL-8、IP-10mRNA及蛋白表达,提示PIC和LPS共刺激能够诱导气道上皮细胞趋化因子的表达,PIC能加重LPS所致气道上皮细胞趋化因子IL-8的表达。糖皮质激素及p38MAPK抑制剂具有抑制PIC诱导的气道上皮细胞趋化因子表达,提示两者在病毒相关慢性气道疾病加重中具有一定的治疗作用本研究同时结合临床探讨COPD患者的预后因素,发现COPD评估测试评分(CAT)与治疗前后mMRC分级及运动耐力指标相关性均较好,具有判断COPD患者预后的潜在价值,并探讨了高浓度氢气吸入治疗方法对COPD及哮喘动物模型中的治疗效果及安全性研究,对慢性气道疾病的治疗提供新的策略与方法。