MIF调控HIF-1α介导的有氧糖酵解在肺纤维化中的作用机制研究

摘要

目的 探讨巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)调控缺氧诱导因子1α(HIF-1α)介导的有氧糖酵解在肺纤维化(PF)病理过程中的作用机制。方法 将C57BL/6小鼠分为对照组、模型组(BLM)、 BLM联合阴性对照慢病毒(BLM联合sh-NC)组及BLM联合MIF-shRNA慢病毒(BLM联合sh-MIF)组，经气管给药28 d后，收集肺组织、支气管肺泡灌洗液(BALF)和血清样本。通过HE染色与Masson染色评估肺组织病理损伤与纤维化程度；采用乳酸脱氢酶(LDH)活性检测试剂盒评估糖酵解能力；采用乳酸检测试剂盒测定糖酵解终产物含量；通过Western blot法检测HIF-1α、 6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2, 6-二磷酸酶3(PFKFB3)、 M2型丙酮酸激酶(PKM2)表达。将原代小鼠肺成纤维细胞分为Control组、重组MIF蛋白(rMIF)组、 rMIF联合脯氨酰羟化酶结构域蛋白(PHD)活化剂Octyl-α-ketoglutarate(rMIF联合PHD-Act)组、 MIF抑制剂(ISO-1)组、 PHD抑制剂MK-8617(PHD-IN)组以及Control组、 PHD-IN组、 rMIF组及rMIF联合PHD-IN组。通过实时荧光定量PCR及Western blot法检测HIF-1α表达、 PHD水平；通过基于荧光法的代谢试剂盒，检测细胞的氧消耗速率(OCR)和细胞外酸化速率(ECAR)。结果与Control组相比，BLM组小鼠肺组织纤维化严重，LDH活性、乳酸含量及PFKFB3、 PKM2蛋白表达均显著升高；干扰MIF表达可显著逆转上述变化并减轻纤维化。细胞实验结果显示：rMIF处理可显著上调HIF-1α并下调PHD1、 PHD2表达，该作用可被PHD活化剂Octyl-α-ketoglutarate逆转；抑制MIF可降低HIF-1α表达水平，而抑制PHD则直接诱导HIF-1α高表达。rMIF或PHD-IN处理均能显著提升细胞的OCR与ECAR。结论 MIF可通过抑制PHD稳定HIF-1α,从而驱动肺成纤维细胞发生有氧糖酵解代谢重编程，促进肺纤维化发展。

关键词

肺纤维化 / 有氧糖酵解 / 巨噬细胞迁移抑制因子(MIF) / 缺氧诱导因子1α(HIF-1α)

基金资助

国家自然科学基金(82260018)