NOG通过Wnt/β-catenin信号通路抑制Ⅱ型肺泡上皮细胞衰老在肺纤维化中的机制研究

摘要：

目的:结合生物信息学分析结果研究头蛋白基因(NOG)在博来霉素诱导的A549细胞衰老模型中的作用及分子机制。方法:从GEO数据库下载IPF数据集GSE28042和GSE135893。在GSE28042中，运用R软件进行衰老相关基因的差异表达分析，通过单因素Cox回归初步筛选出与预后相关的基因，利用随机森林和LASSO回归2种算法，筛选出关键基因。采用Kaplan-Meier法绘制NOG高、低表达组患者的生存曲线。应用统一流形逼近与投影算法对GSE135893数据集中的单细胞测序数据降维，分析NOG在Ⅱ型肺泡上皮细胞的差异表达。采用随机数字表法将12只6~8周龄的C57BL/6小鼠随机分为对照组和实验组，每组6只，实验组小鼠气管内滴注博来霉素构建肺纤维化模型，取小鼠肺组织进行免疫组织化学染色和实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测NOG的蛋白和mRNA表达水平。将A549细胞分为空白对照组、博来霉素组(5 mg/L)、阴性对照组(博来霉素5 mg/L+空载体慢病毒)以及NOG过表达组(博来霉素5 mg/L+NOG过表达慢病毒)，应用蛋白质印迹法检测各组衰老相关蛋白P16、P21，Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白以及Ⅰα型胶原蛋白和α-平滑肌肌动蛋白的表达，并应用SA-β-Gal染色检测各组细胞衰老细胞所占的比例。结果:GSE28042数据集中筛选出95个差异表达的衰老相关基因，其中35个上调，60个下调。结合单因素Cox回归、LASSO回归和随机森林算法，筛选出关键衰老相关基因NOG。高表达NOG的IPF患者总体生存时间较低表达NOG的IPF患者更长(
P<0.05)。单细胞测序显示NOG在IPF患者Ⅱ型肺泡上皮细胞的表达量低于正常肺组织(
P<0.05)。RT-qPCR及免疫组织化学染色结果提示NOG在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化组织中为低表达(
P值均<0.05)。博来霉素组A549细胞中的NOG蛋白表达低于空白对照组和NOG过表达组(
P值均<0.05)。博来霉素组A549细胞的衰老相关蛋白、Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白以及Ⅰα型胶原蛋白和α-平滑肌肌动蛋白表达水平高于空白对照组和NOG过表达组(
P值均<0.05)。SA-β-Gal染色结果提示博来霉素组A549细胞株中衰老细胞的比例明显高于空白对照组和NOG过表达组(
P值均<0.05)。
结论:NOG在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化组织内呈低表达，过表达NOG可以通过Wnt/β-catenin信号通路减轻博来霉素诱导的A549细胞衰老，从而抑制肺纤维化的进展。

关键词：肺纤维化、衰老、Nod信号接头蛋白质类、头蛋白、计算生物学

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资助基金：四川省医学科研课题计划基金项目S21054;Sichuan Medical Research Project FoundationS21054

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1617-1626