OPA1在香烟烟雾诱导的小鼠气道炎症和氧化应激中的作用及其机制研究

摘要

目的 探讨视神经萎缩蛋白-1(optic atrophy protein-1, OPA1)对香烟烟雾诱导的小鼠气道炎症、氧化应激的影响及潜在作用机制。方法 随机将C57BL/6小鼠分为对照组、OPA1过表达组、熏烟组、OPA1过表达+熏烟组，每组6只，其中对照组及熏烟组经鼻雾化吸入AAV-GFP病毒4周后，分别暴露于室内空气和香烟烟雾中，OPA1过表达组和OPA1过表达+熏烟组经鼻雾化吸入AAV-OPA1病毒4周后，分别暴露于室内空气和香烟烟雾中。熏烟4周后，收集4组小鼠支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid, BALF），对总细胞、中性粒细胞和巨噬细胞进行计数，使用酶联免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assays, ELISA）检测BALF中炎症因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）水平；评估4组小鼠肺组织病理学变化，采用蛋白免疫印迹法检测线粒体动力学相关蛋白（OPA1、MFN2、DRP1和MFF）的表达，检测肺组织超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性和丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量，并随机选取熏烟组和OPA1过表达+熏烟组两组小鼠肺组织各4份进行m RNA测序，筛选出差异表达基因并进行生物信息学分析。结果 与对照组相比，熏烟组小鼠气道炎症及黏液分泌显著增加；BALF总细胞、中性粒细胞和巨噬细胞数量及炎症因子（TNF-α、IL-1β和IL-6）水平显著增加；MDA升高，SOD降低；线粒体分裂蛋白（DRP1和MFF）表达上调，线粒体融合蛋白（MFN2和OPA1）表达下调，差异具有统计学意义（P<0.05）。与熏烟组相比，OPA1过表达+熏烟组小鼠气道炎症及黏液分泌显著减轻；BALF总细胞、中性粒细胞和巨噬细胞数量及炎症因子（TNF-α、IL-1β和IL-6）水平显著降低；MDA降低，SOD升高；线粒体分裂蛋白（DRP1和MFF）表达下调，OPA1蛋白表达上调，差异具有统计学意义（P<0.05）；与对照组相比，OPA1过表达组OPA1蛋白表达显著上调（P<0.05），但上诉炎症改变、黏液分泌、氧化应激及其余线粒体动力学蛋白表达水平无显著差异（P > 0.05）。m RNA测序结果显示，与熏烟组相比，OPA1过表达+熏烟组共鉴定出136个显著上调基因和91个下调基因（P<0.05）,KEGG通路富集分析显示OPA1过表达在香烟烟雾暴露条件下可能通过调控多条信号通路发挥抗炎作用，包括TNF信号通路、AMPK信号通路、cAMP信号通路、PPAR信号通路等。结论 OPA1可显著改善香烟烟雾诱导的小鼠气道炎症及氧化应激，其机制可能与改善线粒体功能，调控炎症信号通路有关。

关键词

视神经萎缩蛋白-1 / 香烟 / 线粒体 / 气道炎症 / 氧化应激