N-乙酰转移酶10对博来霉素诱导肺上皮细胞氧化应激损伤的影响

摘要

目的 本研究旨在探究N-乙酰转移酶10(N-acetyltransferase 10, NAT10)在肺纤维化(pulmonary fibrosis, PF)中的作用及其与氧化应激的关联。方法 通过整合基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中的多个公共数据集，包括特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)患者肺组织数据集GSE110147、博来霉素(Bleomycin, BLM)诱导小鼠模型数据集GSE282477以及IPF患者单细胞转录组数据集GSE128033,系统解析NAT10在PF中的mRNA表达水平。气管滴注BLM建立小鼠肺纤维化模型，免疫荧光染色检测小鼠肺组织中NAT10的表达情况。采用BLM刺激人永生化支气管上皮细胞(bronchial epithelium transformed with Ad12-SV40 2B, BEAS-2B)构建体外纤维化模型，通过逆转录定量聚合酶链反应(reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)检测纤维化标志物及NAT10的mRNA表达变化，并通过酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测炎症因子的分泌水平变化。为探究NAT10功能，在BEAS-2B细胞中干扰NAT10表达后给予BLM刺激，采用流式细胞术检测细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平变化，采用ELISA检测细胞上清中白细胞介素6(interleukin 6, IL-6)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)浓度、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性及脂质过氧化产物丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量。结果 基于公共转录组分析，IPF患者(GSE110147)及BLM诱导小鼠(GSE282477)肺组织中NAT10的mRNA表达水平分别上调至对照组的1.05倍与1.38倍(P均<0.05)。IPF单细胞测序数据(GSE128033)分析进一步显示，与内皮细胞、巨噬细胞等其他肺内细胞类型相比，细气道club细胞和其他上皮细胞的NAT10表达上调最为显著(P均<0.05)。在动物水平，免疫荧光检测证实BLM诱导的肺纤维化小鼠肺组织NAT10蛋白表达约为对照组的1.94倍(P<0.05)。在人支气管上皮细胞BEAS-2B中，BLM刺激48 h成功诱发了纤维化细胞表型。在此模型中，NAT10的mRNA表达上调至0 h组的约1.36倍(P<0.05)。与对照组相比，BLM刺激BEAS-2B细胞上清中ROS水平、MDA含量及TGF-β1、IL-6浓度均显著上升，而SOD活性则显著下降，差异有统计学意义(P均<0.05)。功能实验结果表明，与BLM刺激组相比，敲低NAT10可显著提升SOD活性，并降低ROS水平、MDA含量及TGF-β1、IL-6浓度，差异有统计学意义(P均<0.05)。结论 NAT10是肺纤维化中调控氧化应激损伤的关键因子，其表达水平在病变组织与细胞模型中均显著升高，提示可能与疾病严重程度相关。本研究结果显示，在细胞水平靶向干预NAT10可有效缓解BLM诱导的氧化应激及纤维化反应，后续动物实验将有助于进一步明确其治疗潜力。

关键词

N-乙酰转移酶10 / 肺纤维化 / 氧化应激 / BEAS-2B细胞 / 博来霉素 / 基因敲低 / 活性氧