细胞自噬在PM2.5致鼻黏膜上皮炎性反应中的作用机制研究

摘要：

目的 研究细胞自噬在PM2.5暴露致鼻黏膜上皮细胞炎性反应中的作用及其作用机制.方法 将鼻黏膜上皮细胞暴露于不同浓度PM2.5,蛋白印记法检测不同浓度PM2.5和不同暴露时间下鼻黏膜上皮细胞微管相关蛋白1轻链3Ⅱ(microtubule-associated protein-1 light chain-3Ⅱ,LC3Ⅱ)及Beclin-1蛋白的表达.透射电镜下观察PM2.5暴露后鼻黏膜上皮细胞自噬体形成情况;采用腺病毒mRFP-GFP-LC3转染鼻黏膜上皮细胞,激光共聚焦显微镜下观察PM2.5暴露后鼻黏膜上皮细胞自噬流变化情况.采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)观察PM2.5对鼻黏膜上皮细胞炎性因子白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)及肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)表达的影响.利用自噬相关基因5(autophagy-related 5,Atg5)-siRNA及Beclin-1-siRNA特异性下调自噬水平,观察阻断细胞自噬是否可缓解PM2.5引发的鼻黏膜上皮细胞炎性反应.采用GraphPad Prism 6.0软件进行统计学分析.结果 PM2.5暴露可引起鼻黏膜上皮细胞LC3Ⅱ及Beclin-1蛋白表达明显升高,随着PM2.5暴露浓度升高,LC3Ⅱ及Beclin-1蛋白表达量逐渐升高,呈明显的剂量依赖效应[浓度为0、15、30、60、120μg/ml的PM2.5暴露组的LC3Ⅱ表达量分别为0.021±0.001((x)±s,下同)、0.037±0.002、0.058±0.005、0.075±0.006和0.085±0.004,F=126.8,P<0.05;Beclin-1表达量分别为0.002±0.000、0.003±0.000、0.005±0.000、0.007±0.001和0.008±0.001,F=137.3,P<0.05].随着PM2.5暴露时间延长,LC3Ⅱ及Beclin-1蛋白表达量也逐渐升高,呈明显的时间依赖效应(干预时间为0、3、6、12、24 h的PM2.5暴露组的LC3Ⅱ表达量分别为0.160±0.007、0.222±0.003、0.251±0.015、0.483±0.029和0.585±0.035,F=215.3,P<0.05;Beclin-1表达量分别为0.059±0.002、0.080±0.002、0.087±0.002、0.183±0.007和0.228±0.005,F=137.3,P<0.05).PM2.5暴露24 h后鼻黏膜上皮细胞内可见大量特征性自噬体结构,对照组未见明显自噬体形成.将mRFP-GFP-LC3质粒转入细胞后,共聚焦显微镜下可观察到PM2.5暴露组细胞内多个明亮的黄色及红色荧光斑点,分别代表自噬体及自噬溶酶体,提示PM2.5引起了鼻黏膜上皮细胞发生自噬,自噬流顺畅.同时,PM2.5暴露组的鼻黏膜上皮细胞IL-6及TNF-α炎性因子表达上调,采用Atg5-siRNA和Beclin-1-siRNA下调细胞自噬水平可显著缓解IL-6及TNF-α炎性因子的表达.结论细胞自噬在PM2.5暴露致鼻黏膜上皮细胞炎性反应中发挥重要作用,可诱发鼻黏膜上皮细胞IL-6及TNF-α炎性因子释放,促进鼻黏膜上皮细胞炎性反应.

关键词：自噬、PM2.5、鼻黏膜、炎症

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资助基金：国家自然科学基金面上项目81371078、81670906 General Program of National Natural Science Fundation of China 81371078, 81670906

在线出版日期：2019-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：510-516