發(fā)布時間：2017-12-12 01:31

  本文關(guān)鍵詞：空氣顆粒物PM2.5誘導呼吸道炎性應激損傷及血管內(nèi)皮功能失調(diào)的分子機制研究

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【摘要】：PM2.5,又稱細顆粒物(fine particulate matter),指自然環(huán)境中空氣動力學直徑(aerodynamic diameter)小于等于2.5μm的大氣顆粒物。流行病學大量研究結(jié)果顯示,隨著PM2.5濃度的升高,呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)疾病的入院率、患病率和死亡率相繼也明顯升高。這明確提示了PM2.5對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的損傷效應,但對其中所涉及的分子機制,目前人們的認識還十分有限。本課題組在以往研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PM2.5能夠在支氣管上皮細胞(Beas2B)中通過激活p53及其自噬靶基因DRAM1的誘導表達而引發(fā)自噬,并進一步偶聯(lián)STAT3介導了VEGF的誘導表達反應。因此本課題組的以往研究發(fā)現(xiàn)揭示了以VEGF的誘導表達為核心的PM2.5致呼吸系統(tǒng)炎癥應激損傷效應機制。本文第一部分工作對上述PM2.5誘導呼吸道炎性應激損傷效應的分子機制進行了進一步深入探討。我們首先篩選了能夠介導PM2.5誘導p53活化水平上調(diào)的上游蛋白激酶,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了ATR、而非ATM,在PM2.5誘導p53活化、細胞自噬反應發(fā)生及VEGF誘導表達反應中的關(guān)鍵作用。我們進一步檢測了偶聯(lián)ATR和p53活化的中間僑聯(lián)信號分子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了CHK1而非LKB1是協(xié)同ATR介導p53誘導活化、細胞自噬反應及VEGF誘導表達反應的信號傳遞蛋白。同時我們還發(fā)現(xiàn):盡管LKB1的誘導活化并不受控于ATR,但它也能夠參與介導p53的誘導活化、自噬反應的發(fā)生及VEGF的誘導表達。隨后我們發(fā)現(xiàn):LKB1活化的p53也能夠通過誘導DRAM1表達而引發(fā)自噬反應;同時另一p53靶基因TIGAR也是在LKB1下游介導PM2.5誘導細胞自噬反應及VEGF表達反應的中間信號蛋白,但該分子的誘導表達并不受控于CHK1。根據(jù)以上研究結(jié)果,我們認為:PM2.5不僅能夠通過激活“ATR-CHK1-p53-DRAM1-自噬”途徑誘導VEGF表達;也可以通過激活不依賴于ATR的“LKB1-p53-DRAM1/TIGAR-自噬”途徑介導VEGF的誘導表達。上述研究結(jié)果進一步拓展了我們對PM2.5誘導呼吸系統(tǒng)損傷機制的認識,為呼吸系統(tǒng)損傷防治策略的研究提供了新的思路。PM2.5不僅能夠通過呼吸道的粘膜唾液屏障進入支氣管和肺泡,同時也能夠穿越肺泡而直接進入血液從而引發(fā)心血管系統(tǒng)損傷。本課題組在以往實驗研究中已經(jīng)證實:在人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)中,HIF1α的聚集能夠調(diào)控PM2.5誘導ANGII及其受體的表達,從而介導了HUVEC細胞與免疫細胞之間的粘附反應和炎性應激損傷效應。在第二部分工作中我們進一步揭示了PM2.5誘發(fā)血管內(nèi)皮細胞功能失調(diào)的分子機制。首先我們在大鼠原代血管內(nèi)皮細胞中發(fā)現(xiàn)體外PM2.5暴露能夠誘導AGT、ACE、AT1R及ANGII的表達。同時經(jīng)PM2.5暴露的大鼠血管內(nèi)皮細胞中AGT、ACE、AT1R及血清中ANGII的表達水平上調(diào),而其他臟器中沒有明顯變化。我們在進一步研究中發(fā)現(xiàn),PM2.5能夠在血管內(nèi)皮細胞中誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激反應,IRE1α/XBP1s的誘導活化參與介導AGT、ACE、AT1R及ANGII的表達,但并不涉及PERK、ATF6信號途徑。隨后我們還發(fā)現(xiàn),在PM2.5誘導作用下,IRE1α/XBP1s途徑介導HIF1α聚集;同時染色質(zhì)免疫沉淀結(jié)果顯示,XBP1s和HIF1α能夠結(jié)合在AGT、ACE、AT1R基因啟動子元件的潛在位點,而且XBP1s與HIF1α形成復合物是XBP1s結(jié)合在AGT、ACE、AT1R啟動子區(qū)域的必須條件。我們還發(fā)現(xiàn)IRE1α、XBP1s及HIF1α參與介導PM2.5誘導粘附分子、趨化因子的表達及U937細胞與HUVEC細胞間的粘附作用。因此我們得出結(jié)論:PM2.5通過激活“IRE1α-XBP1s/HIF1α-AGT/ACE/AT1R”信號途徑介導了多種細胞黏附分子、趨化因子的表達及細胞間的粘附作用。以上結(jié)果共同表明PM2.5通過誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激反應介導了HUVEC細胞與免疫細胞之間的粘附反應和炎性應激損傷效應。在后續(xù)研究工作中,我們還探索了PM2.5是否能夠誘導損傷保護效應。結(jié)果發(fā)現(xiàn):氧化應激反應調(diào)節(jié)因子HO-1在PM2.5的刺激作用下被誘導表達,它通過拮抗HIF1α聚集,從而抑制RAS組分及粘附分子、趨化因子表達。以上結(jié)果說明了HO-1能夠介導PM2.5刺激作用下的炎性應激損傷保護效應。靶向“HO-1-HIF1α-AGT/ACE/AT1R”信號途徑的PM2.5致心血管系統(tǒng)損傷防控策略研究值得深入探討。
【學位授予單位】：安徽醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X513;R56

【參考文獻】

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本文編號：1280707