IL-4诱导16HBE黏蛋白MUC1分泌的调控机制研究
发布时间：2021-08-14 12:57
慢性支气管炎、哮喘、慢性阻塞性肺疾病（COPD）和囊性纤维化（CF）等气道炎症性疾病都是以黏液高分泌以及炎症细胞因子介导的炎症反应为特征。大量的炎症刺激因子可刺激气道分泌出大量黏液,产生的过量黏液无法正常排出导致气道阻塞。另外一些病原微生物因无法排出导致气道出现反复感染,严重影响病程的发展。以上这些是导致呼吸系统疾病较高发病率及死亡率的主要原因。黏液的主要成分是黏蛋白,黏液的过量产生伴随黏蛋白的产生增多。炎症刺激因子对黏蛋白调控机制的复杂,目前相关的研究较少,而且这些研究中多数集中于研究Th2型炎症因子IL-13对气道分泌型黏蛋白MUC5AC调控机制的研究,而几乎没有对与同类炎症因子IL-4以及其它黏蛋白如膜结合黏蛋白MUC1研究。膜结合黏蛋白MUC1能协助纤毛摆动,对粘液纤毛清除至关重要,因此对其分泌机制的相关研究,将会为气道炎症性疾病的治疗提供了新的理论参考。本实验通过Th2型炎症刺激因子IL-4诱导人支气管上皮细胞系16HBE发生炎症反应,进而通过高通量转录组测序筛选出炎症反应下相关差异基因以及差异基因所在的信号通路。再利用实时荧光定量PCR,蛋白质免疫印迹（Western Bl...
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气道表层示意图
IL-4诱导16HBE黏蛋白MUC1分泌的调控机制研究6生而来[42-44]。通过Notch配体（例如，Jagged1（JAG1）和Jagged2(JAG2)）在气道上皮细胞之间发出信号会激活决定上皮细胞命运的Notch受体。在没有Notch活性的情况下，基底/分泌祖细胞分化成纤毛细胞；Notch活性水平的增加导致分泌细胞分化；高水平的Notch信号导致杯状细胞分化。肺部的不同上皮细胞很容易通过它们的结构特征、基因和蛋白质表达模式以及独特的功能来识别。在慢性肺病的情况下，正常修复过程的中断和气道上皮细胞正常分化的丧失，导致杯状或鳞状细胞化生，损害粘液纤毛清除。图2气道表面和粘膜下腺体介导粘液纤毛清除Figure2Airwaysurfaceandsubmucosalglandsmediatemucociliaryclearance1.5纤毛细胞的分化和功能纤毛细胞很容易通过其由独特结构蛋白（例如，动力蛋白）组成的多根活动性纤毛来识别和驱动其协调性方向跳动的运动蛋白，对粘膜纤毛清除至关重要。尽管多纤毛在上皮细胞中的生物力学作用已被公认为粘膜纤毛清除的关键组成部分，但人们日益认识到气道纤毛细胞对机械刺激和刺激性刺激均产生反应和响应[45]。气道基底细胞和分泌细胞是纤毛细胞的主要祖细胞，后者通常被认为是终末分化细胞。在没有Notch信号的情况下，气道祖细胞分化成受GMNC控制的纤毛细胞(含卷曲螺旋结构域的geminin，也称为含卷曲螺旋蛋白1的geminin（gemc1）)，这是分化纤毛细胞的主要调节因子。GMNC激活多细胞分化和DNA合成相关的细胞周期蛋白(MCDIS)，E2F转录因子(E2F4/5)，和次纤体装配蛋白1(DEUPI)，引起中心粒扩增和纤毛形成所需的
IL-4诱导16HBE黏蛋白MUC1分泌的调控机制研究20示，p＜0.05为具有统计学意义。p<0.05时用*表示，表示差异显著，p<0.01用**表示，p<0.001用***表示，p<0.0001用****表示，表示差异极显著。3实验结果与分析3.1不同浓度IL-4对16HBE细胞TMEM16A以及MUC1mRNA表达的影响在前期阅读文献时发现，有一些文章研究了Th2型细胞因子IL-13诱导气道炎症反应时气道分泌型黏蛋白MUC5AC分泌调控机制。气道黏蛋白种类众多，分为分泌型和膜结合型黏蛋白，一些膜结合黏蛋白如黏蛋白MUC1对气道功能有重要作用。有文章中提出膜结合黏蛋白MUC1能协助纤毛摆动，对气道粘液清除至关重要，但对其在气道产生机制的研究极少。本实验基于此，研究了同为Th2型细胞因子IL-4诱导气道炎症反应时对气道膜结合型黏蛋白MUC1分泌调控。为了为后续实验选择有效的药物刺激浓度，本实验分别用不同浓度的IL-4（0、5、10、20ng/mL）处理人支气管上皮细胞系16HBE48小时，对处理后的细胞提取RNA进行qPCR实验，检测细胞内TMEM16A以及MUC1mRNA表达。实验结果发现，不同浓度的IL-4处理细胞48小时，TMEM16AmRNA表达随浓度的增加而增加，20ng/mLIL-4处理时表达最强（图3.1A）。同样MUC1mRNA表达随浓度的增加而增加，20ng/mLIL-4处理时表达最强（图3.1B）。同时我们也推测TMEM16A可能参与了IL-4诱导气道黏蛋白MUC1的产生。图3.1.不同浓度IL-4处理16HBE细胞TMEM16A以及MUC1mRNA表达分别用不同浓度的IL-4（0、5、10、20ng/mL）处理人支气管上皮细胞系16HBE48小时,用qPCR检测细胞内TMEM16A、MUC1的表达。（A）不同浓度IL-4处理下TMEM16AmRNA表达；（B）不同浓度IL-4处理下MUC1mRNA表达；数据以三组实验结果means±SEs表示，*p<0.05，
本文编号：3342510
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气道表层示意图
IL-4诱导16HBE黏蛋白MUC1分泌的调控机制研究6生而来[42-44]。通过Notch配体（例如，Jagged1（JAG1）和Jagged2(JAG2)）在气道上皮细胞之间发出信号会激活决定上皮细胞命运的Notch受体。在没有Notch活性的情况下，基底/分泌祖细胞分化成纤毛细胞；Notch活性水平的增加导致分泌细胞分化；高水平的Notch信号导致杯状细胞分化。肺部的不同上皮细胞很容易通过它们的结构特征、基因和蛋白质表达模式以及独特的功能来识别。在慢性肺病的情况下，正常修复过程的中断和气道上皮细胞正常分化的丧失，导致杯状或鳞状细胞化生，损害粘液纤毛清除。图2气道表面和粘膜下腺体介导粘液纤毛清除Figure2Airwaysurfaceandsubmucosalglandsmediatemucociliaryclearance1.5纤毛细胞的分化和功能纤毛细胞很容易通过其由独特结构蛋白（例如，动力蛋白）组成的多根活动性纤毛来识别和驱动其协调性方向跳动的运动蛋白，对粘膜纤毛清除至关重要。尽管多纤毛在上皮细胞中的生物力学作用已被公认为粘膜纤毛清除的关键组成部分，但人们日益认识到气道纤毛细胞对机械刺激和刺激性刺激均产生反应和响应[45]。气道基底细胞和分泌细胞是纤毛细胞的主要祖细胞，后者通常被认为是终末分化细胞。在没有Notch信号的情况下，气道祖细胞分化成受GMNC控制的纤毛细胞(含卷曲螺旋结构域的geminin，也称为含卷曲螺旋蛋白1的geminin（gemc1）)，这是分化纤毛细胞的主要调节因子。GMNC激活多细胞分化和DNA合成相关的细胞周期蛋白(MCDIS)，E2F转录因子(E2F4/5)，和次纤体装配蛋白1(DEUPI)，引起中心粒扩增和纤毛形成所需的
IL-4诱导16HBE黏蛋白MUC1分泌的调控机制研究20示，p＜0.05为具有统计学意义。p<0.05时用*表示，表示差异显著，p<0.01用**表示，p<0.001用***表示，p<0.0001用****表示，表示差异极显著。3实验结果与分析3.1不同浓度IL-4对16HBE细胞TMEM16A以及MUC1mRNA表达的影响在前期阅读文献时发现，有一些文章研究了Th2型细胞因子IL-13诱导气道炎症反应时气道分泌型黏蛋白MUC5AC分泌调控机制。气道黏蛋白种类众多，分为分泌型和膜结合型黏蛋白，一些膜结合黏蛋白如黏蛋白MUC1对气道功能有重要作用。有文章中提出膜结合黏蛋白MUC1能协助纤毛摆动，对气道粘液清除至关重要，但对其在气道产生机制的研究极少。本实验基于此，研究了同为Th2型细胞因子IL-4诱导气道炎症反应时对气道膜结合型黏蛋白MUC1分泌调控。为了为后续实验选择有效的药物刺激浓度，本实验分别用不同浓度的IL-4（0、5、10、20ng/mL）处理人支气管上皮细胞系16HBE48小时，对处理后的细胞提取RNA进行qPCR实验，检测细胞内TMEM16A以及MUC1mRNA表达。实验结果发现，不同浓度的IL-4处理细胞48小时，TMEM16AmRNA表达随浓度的增加而增加，20ng/mLIL-4处理时表达最强（图3.1A）。同样MUC1mRNA表达随浓度的增加而增加，20ng/mLIL-4处理时表达最强（图3.1B）。同时我们也推测TMEM16A可能参与了IL-4诱导气道黏蛋白MUC1的产生。图3.1.不同浓度IL-4处理16HBE细胞TMEM16A以及MUC1mRNA表达分别用不同浓度的IL-4（0、5、10、20ng/mL）处理人支气管上皮细胞系16HBE48小时,用qPCR检测细胞内TMEM16A、MUC1的表达。（A）不同浓度IL-4处理下TMEM16AmRNA表达；（B）不同浓度IL-4处理下MUC1mRNA表达；数据以三组实验结果means±SEs表示，*p<0.05，
本文编号：3342510
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