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​AME 作者面对面丨复旦大学附属中山医院:城市颗粒物质通过ROS-MAPK-NF-κB信号通路引发肺部炎症

Published at: 2015年第1卷第S1期

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编者按: “AME 作者面对面” 是微信公众号 “AME科研时间” 的特色专栏。编辑部精心挑选了发表在 AME 旗下杂志的优秀论著,诚邀作者总结亮点,分享研究成果,旨在进一步推动医学同行之间的交流和进步。

本次分享的是复旦大学附属中山医院宋元林教授团队刊登在Journal of Thoracic Disease的一项研究(英文原文:http://jtd.amegroups.com/article/view/17129/html)。该研究认为PM暴露刺激HBECs产生氧化应激,进而激活了MAPK通路,进一步激活了NF-κB通路,从而促进炎症因子及炎症相关蛋白的表达。

文章亮点

随着现代工业的快速发展,空气污染问题日益严重。大气颗粒物(Particulate matter, PM)作为空气污染主要成分,对人类的健康造成了巨大的威胁。呼吸系统在PM导致的损伤中首当其冲,目前大量的流行病学调查显示PM与慢阻肺、哮喘、肺癌、肺炎等多种肺部疾病的发生、发展和死亡密切相关。PM暴露会引起炎症反应、细胞衰老和凋亡、胞内DNA的损伤以及癌变等生物学反应,但是其相关的机制尚未阐明。

本研究采用NIST的标准PM来刺激人气道上皮细胞(HBECs),探究PM导致炎症反应的调控机制。同时建立急性PM暴露小鼠模型,明确氧化应激在PM导致炎症反应中的作用。我们发现体外模型中PM刺激HBECs中炎症因子IL-1β、IL-6和IL-8,以及炎症相关的蛋白MMP-9和COX-2的表达量增高。流式检测发现HBECs内ROS产生呈浓度和时间依赖性的增高。WB检测发现PM能够激活HBECs内MAPK通路(ERK、JNK和p38 MAPK通路)和NF-κB通路。用抗氧化剂NAC预处理能够抑制PM引起的炎症反应,以及MAPK通路和NF-κB通路的活化。然后用MAPK通路特异性抑制剂(U0126, SP600125或SB203580)能够明显抑制PM引起的炎症反应,以及NF-κB通路的活化,同时NF-κB抑制剂预处理能够降低炎症因子释放。在动物模型,DHE染色发现PM引起肺组织内氧化应激明显增强,肺组织内MDA和H2O2水平增高,组织病理染色显示肺内沉积的PM周围有大量的炎症细胞浸润,同时肺泡灌洗液中IL-1β、IL-6、IL-8和MMP-9的表达增高,给予NAC治疗能够明显逆转PM暴露导致的气道炎症反应及炎症细胞浸润。

因此我们认为PM暴露刺激HBECs产生氧化应激,进而激活了MAPK通路,进一步激活了NF-κB通路,从而促进炎症因子及炎症相关蛋白的表达。体内和体外给予抗氧化治疗能够抑制PM导致的炎症反应,说明氧化应激在PM引起的气道炎症环境中发挥了关键作用,这些研究结果为后续治疗提供了靶点。

通讯作者:宋元林教授

宋元林,教授,博士研究生导师,东方学者,上海市教委特聘教授,复旦大学附属中山医院呼吸科副主任,上海市呼吸病研究所副所长,中华医学会呼吸分会常务委员,上海市呼吸病学会副主任委员,亚太呼吸病学会感染学组组长,Respirology副主编,Clinical Respiratory Journal副主编,申请到国际专利1项,美国专利1项,中国专利14项。擅长慢阻肺,支气管扩张,肺部感染和急慢性呼吸衰竭的治疗。申请到自然基金,973子课题,上海市科委重大项目等课题。发表SCI论文110多篇,引用4700余次。培养及协助培养研究生20多名。曾获上海市科技进步二等奖,上海市医学科技奖二等奖。写实用内科学,全国研究生教材,作为主编之一编写《现代呼吸病学》,参与编写《实用内科学》,全国研究生教材等8本著作。

第一作者:王坚博士研究生

王坚,现为复旦大学附属中山医院呼吸内科博士研究生,师从宋元林教授。曾获国家博士研究生奖学金、上海市优秀毕业生、复旦大学学术之星、复旦大学优秀学生等。在Cancer Metastasis RevRNA biologyJournal of Thoracic Disease、《中华结核和呼吸杂志》等杂志发表文章多篇。目前研究方向为大气颗粒物对呼吸道损伤的机制研究及干预措施。


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责任编辑:汤凯欣 AME Publishing Company

排版编辑:陈媛玲 AME Publishing Company

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