铁死亡在支气管哮喘气道重塑中的作用

摘要

目的 通过建立卵清蛋白(ovalbumin, OVA)诱导的哮喘小鼠模型，研究铁死亡在支气管哮喘气道重塑发病中的作用，为治疗哮喘气道重塑提供新的靶点。方法 将24只雌性C57BL/6小鼠随机分为4个组：对照组、哮喘模型组(OVA组)、干预组(Fer-1组)及Fer-1联合哮喘组(Fer-1+OVA组),每组6只，通过建立OVA诱导哮喘小鼠模型联合公共数据库筛选的对照组和OVA诱导的OVA组小鼠肺组织差异表达谱，探索铁死亡与哮喘的联系。应用铁离子检测试剂盒和普鲁士蓝铁染色法对小鼠肺组织中的铁表达进行测定，通过免疫印记及免疫组化评估肺组织谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)蛋白的表达，检测小鼠肺组织脂质过氧化代谢物丙二醛(malondialdehyde,MDA)的表达，透射电子显微镜观察小鼠气道上皮超微结构改变，应用MASSON组织染色法对小鼠气道上皮下胶原沉积进行观察。为了进一步验证铁死亡抑制剂对哮喘气道重塑的影响，给予哮喘模型小鼠铁死亡抑制剂干预后，对气道周围胶原沉积情况及肺组织GPX4蛋白表达进行评估，并分析气道重塑指标的改变。结果 生物信息学分析显示，哮喘小鼠肺组织中铁死亡通路较对照组明显富集，OVA组小鼠气道上皮中GPX4表达较对照组显著降低，表明铁死亡可能参与哮喘的发病过程。OVA组小鼠肺组织中铁含量增加，气道上皮GPX4表达降低，肺组织MDA表达升高，气道上皮下胶原沉积增加，伴有小鼠气道上皮特征性超微结构改变，表明铁死亡与哮喘气道重塑密切相关。铁死亡抑制剂干预哮喘小鼠后，气道上皮GPX4表达升高，气道上皮下胶原沉积减轻，气道重塑标志蛋白表达降低，上皮标志蛋白表达升高。结论 铁死亡参与支气管哮喘气道重塑的发病过程，铁死亡抑制剂Fer-1可减轻哮喘气道重塑的结构改变，为治疗支气管哮喘气道重塑提供新靶点。

关键词

哮喘 / 气道重塑 / 铁死亡 / Ferrostatin-1 / 治疗靶点

基金资助

国家自然科学基金项目(82270032,82100056); 山东省重点研发计划项目(2021SFGC0504); 山东省自然科学基金联合基金项目(ZR2021LSW015);山东省自然科学基金项目(ZR2021QH170); 济南市呼吸疾病临床医学研究中心项目(202132002)