基于小鼠模型探析哮喘的发病机制,内科论文

基于小鼠模型探析哮喘的发病机制,内科论文[内容摘要]目的讨论哺乳动物雷帕霉素靶蛋白〔mTOR〕/真核生物始动因子4E结合蛋白1〔4EBP1〕/缺氧诱导因子-1〔HIF-1〕/血管内皮生长因子〔VEGF〕信号通路在哮喘小鼠中的表示出及意义。方式方法40只SPF级6~8周龄雌性Balb/c小鼠随机分为对照组、哮喘组、布地奈德干涉组及mTOR抑制剂〔雷帕霉素〕干涉组，每组10只。卵清蛋白致敏激发建立哮喘小鼠模型，各干涉组分别在激发前30min给予雷帕霉素3mg/kg腹腔注射或布地奈德混悬液1mg雾化吸入，对照组和哮喘组以生理盐水代替。于末次激发24h后处死小鼠，收集肺泡灌洗液〔BALF〕，采用ELISA法测定HIF-1、VEGF水平；取肺组织行苏木精-伊红〔HE〕染色观察其病理变化；免疫组化染色和Westernblot法测定肺组织磷酸化的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表示出的相关性。结果与对照组相比，哮喘组气管及其周围炎性细胞浸润明显，分泌物增加；BALF中HIF-1、VEGF水平显着升高〔P0.01〕；肺组织p-mTOR、p-4EBP1表示出显着增加〔P0.01〕。与哮喘组相比，各干涉组气道炎症浸润明显减轻，分泌物减少；BALF中HIF-1、VEGF水平明显下降〔P0.01〕；肺组织p-mTOR、p-4EBP1表示出显着降低〔P0.01〕。对照组及两干涉组间相比上述指标变化差异均无统计学意义〔P0.05〕。哮喘组小鼠p-mTOR、p-4EBP1、HIF-1、VEGF表示出水平两两互呈正相关〔P0.05〕，而对照组及两干涉组各指标间无相关性〔P0.05〕。结论哮喘发生时p-mTOR、p-4EBP1、HIF-1、VEGF可能协同介入了哮喘的发病经过。雷帕霉素能阻断这一经过，可能作为治疗哮喘的新靶点。[中国现代儿科杂志，2021,19〔1〕：104-110][本文关键词语]哮喘；哺乳动物雷帕霉素靶蛋白；真核生物始动因子4E结合蛋白1;缺氧诱导因子-1；血管内皮生长因子；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.哮喘是由嗜酸性粒细胞、肥大细胞及多种细胞因子等共同作用，以气道慢性炎症浸润、气道重塑及可逆性气流受限为特征的慢性呼吸系统疾病[1],至今发病机制并不完全清楚。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白〔mammaliantargetofrapamycin,mTOR〕是一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，由于处于生长调节的中心环节而倍受关注,在炎症损伤、免疫应答及肿瘤等方面发挥重要作用[2-3].研究发现mTOR高表示出也同样存在于哮喘中，这可能由于mTOR介入了哮喘气道炎症浸润及气道重塑等病理经过[4],而mTOR抑制剂雷帕霉素能阻断这一经过抑制哮喘的发生，但mTOR是怎样通过下游靶蛋白介入哮喘的发生少见相关报道。真核生物始动因子4E结合蛋白1〔eukaryoteinitiatingfactor4Ebindingprotein1,4EBP1〕是mTOR下游的一个重要靶蛋白，激活后可促进包括缺氧诱导因子-1〔hypoxiainduciblefactor-1，HIF-1〕、血管内皮生长因子〔vascularendothelialgrowthfactor,VEGF〕在内的调节细胞生长关键蛋白的翻译[5],研究发现HIF-1及VEGF在哮喘发生中发挥重要作用[6-8],由此我们揣测mTOR可能通过激活4EBP1进而引起HIF-1及VEGF表示出增加促进哮喘发生，而磷酸化的mTOR、4EBP1〔即p-mTOR、p-4EBP1〕被以为是该信号通路激活的标志，本研究通过建立小鼠哮喘模型，检测肺组织p-mTOR、p-4EBP1及肺泡灌洗液中HIF-1、VEGF的表示出，进而进一步明确哮喘的发病机制，寻找有效治疗哮喘的新方式方法。1材料与方式方法。1.1实验动物与试剂。SPF级6~8