IL-17信号通路在高原低氧诱导小鼠脾脏炎症反应的作用机制

摘要

目的 探究高原低氧环境诱导小鼠脾脏组织炎症反应发生的作用机制。方法 将C57BL/6小鼠随机分为平原常氧组和高原低氧组，每组5只。其中，平原常氧组饲养于海拔400 m（氧浓度19.88%）常氧浓度环境，高原低氧组小鼠置于海拔4 200 m（氧浓度14.23%）高原环境，构建高原低氧动物模型。第30天取脾脏组织检测脾脏指数，HE染色观察小鼠脾脏组织病理学改变，实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blot检测小鼠脾脏组织白细胞介素（IL）-6、IL-12、IL-1β的mRNA和蛋白表达量；使用RNA测序（RNA-sequencing, RNA-seq）技术进行高通量转录组学测序，将差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）进行KEGG富集分析，对关键通路中的DEGs进行RT-qPCR验证。结果 与平原常氧组相比，高原低氧环境下，小鼠脾脏指数降低（P<0.05），并出现白髓减少，生发中心扩大，边缘模糊，静脉充血等病理学改变；高原低氧组小鼠脾脏组织IL-6、IL-12、IL-1β的mRNA和蛋白表达量均上调（P<0.05）。经转录组测序，KEGG通路富集分析示，4 218个DEGs共富集到178个富集通路（P<0.05）,DEGs在T细胞受体信号通路、TNF信号通路和IL-17信号通路等多个与免疫、炎症相关通路中显著富集（P<0.05）；其中，IL-17信号通路和下游炎症因子高度上调表达（P<0.05）；与平原常氧组相比，高原低氧组小鼠脾脏组织IL-17信号通路中关键基因IL-17、IL-17R、MAPKs(mitogen-activated protein kinase genes)等和下游炎症因子MMP9(matrix metallopeptidase 9)、S100A8 (S100 calcium binding protein A8 gene)、S100A9 (S100 calcium binding protein A9 gene)、肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factor α, TNF-α)等基因的mRNA表达量均出现上调或下调差异表达（P<0.05）。经RT-qPCR验证，DEGs的mRNA表达量与RNA-seq结果一致。结论 高原低氧环境可通过激活IL-17信号通路，促进下游炎症因子释放，诱导小鼠脾脏组织炎症反应发生。

关键词

高原低氧 / 转录组学 / IL-17信号通路 / 脾脏组织 / 炎症 / RNA测序 / 生物信息学

基金资助

国家自然科学基金（No.82060295）;; 青海省科技厅科技计划项目基金（No.2023-ZJ-771）;; 青海大学青年科研基金（No.2021-QNY-10）资助