PD-L1在COPD肺上皮細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)的機(jī)制及氫氣干預(yù)研究

文章來(lái)源：admin發(fā)布日期：2024-09-19 09:59瀏覽次數(shù)：

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[背景]臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)慢性阻塞性肺疾病(chronicobstructivepulmonarydisease,COPD)患者中肺癌的發(fā)病率高于普通人群。研究這兩種疾病發(fā)病相關(guān)性的潛在機(jī)制,對(duì)于肺癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)因素的判定、肺癌的預(yù)防、易感人群的確定和早期病情監(jiān)督和干預(yù),都有積極意義。已有報(bào)道認(rèn)為呼吸道上皮細(xì)胞細(xì)胞程序性死亡-配體1(programmed death-ligand 1,PD-L1)的表達(dá)水平與肺部腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。PD-L1是一個(gè)表達(dá)在上皮細(xì)胞的跨膜蛋白,在腫瘤細(xì)胞表面常呈現(xiàn)高表達(dá),通過(guò)和CD8陽(yáng)性細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面的程序性死亡-1(programmed death 1,PD-1)結(jié)合,抑制T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的清除,從而增加腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。有報(bào)道認(rèn)為PD-L1的表達(dá)受ERK1/2、STAT1/3信號(hào)軸的調(diào)控。但尚未有研究深入探討COPD發(fā)病情況下,是否存在ERK1/2或STAT1/3信號(hào)通路對(duì)PD-L1的表達(dá)調(diào)控。氫氣(hydrogengas,H2)具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤和調(diào)節(jié)信號(hào)通路的作用。已有報(bào)道認(rèn)為H2吸入可改善COPD患者或COPD模型動(dòng)物的肺部炎癥。不止一篇報(bào)道認(rèn)為H2可以提高PD-1和CD8雙陽(yáng)性T細(xì)胞比例,從而改善腫瘤預(yù)后。但H2吸入是否影響肺PD-L1的表達(dá),尤其是對(duì)COPD患者肺組織PD-L1表達(dá)的影響,目前尚無(wú)定論。[目的]探討PD-L1在煙草煙霧或機(jī)動(dòng)車尾氣暴露導(dǎo)致的COPD動(dòng)物模型肺上皮細(xì)胞中表達(dá)改變并揭示其分子機(jī)制,評(píng)價(jià)H2吸入對(duì)COPD治療作用以及肺上皮細(xì)胞PD-L1表達(dá)的影響。
[方法]采用了兩種最常見(jiàn)的COPD風(fēng)險(xiǎn)因素?zé)煵轃熿F(cigarette smoke,CS)或機(jī)動(dòng)車尾氣(motor vehicle exhaust,MVE)暴露,作為誘導(dǎo)方式,結(jié)合或不結(jié)合LPS氣道內(nèi)滴注的輔助手段,在大鼠和小鼠兩種動(dòng)物中建立COPD疾病模型。評(píng)估模型動(dòng)物的體重、肺功能、肺氣腫、氣道炎癥等表征,并在模型動(dòng)物肺組織中檢測(cè)PD-L1的表達(dá)和ERK1/2、STAT1/3蛋白及磷酸化水平,評(píng)估COPD發(fā)病和PD-L1表達(dá)改變的關(guān)系。同時(shí)使用煙草煙霧提取物(cigarette smoke extract,CSE)和機(jī)動(dòng)車尾氣來(lái)源的PM2.5(particulate matter2.5,PM2.5)顆粒處理正常人氣道上皮細(xì)胞,在培養(yǎng)細(xì)胞中確定PD-L1表達(dá)情況及評(píng)估ERK1/2、STAT1/3信號(hào)軸對(duì)PD-L1表達(dá)的影響。采用煙草煙霧或機(jī)動(dòng)車尾氣長(zhǎng)期暴露,結(jié)合LPS氣道內(nèi)滴注的方法,建造COPD小鼠模型,并同時(shí)使用氫氣干預(yù),建模結(jié)束后評(píng)估氫氣干預(yù)對(duì)肺功能、肺氣腫、氣道炎癥的影響,及氫氣對(duì)肺PD-L1的表達(dá)和ERK1/2、STAT1/3蛋白及磷酸化水平的影響。[結(jié)果]CS或MVE暴露,均能在6個(gè)月(無(wú)LPS輔助)或3個(gè)月(LPS輔助)內(nèi)成功建立大鼠或小鼠COPD模型,典型表征包括體重和肺功能下降、支氣管和肺部炎癥、氣道粘液高分泌和肺氣腫樣病變等。在大鼠和小鼠COPD模型中,CS較MVE暴露引起更嚴(yán)重的COPD表征,包括更顯著的肺功能下降和肺部炎癥。同時(shí),COPD模型動(dòng)物肺組織均出現(xiàn)ERK1/2、STAT1/3信號(hào)通路的激活和PD-L1表達(dá)的上調(diào)。免疫組化染色顯示PD-L1在肺組織中主要分布于氣道上皮細(xì)胞。CSE和PM2.5顆粒處理正常人氣道上皮細(xì)胞引起PD-L1上調(diào),抑制氣道上皮細(xì)胞ERK1/2和STAT1/3激活可以減輕PD-L1的上調(diào)。H2吸入可以有效改善COPD模型小鼠的肺功能、炎癥、氣道粘液高分泌和肺氣腫樣病變,抑制ERKl/2、STAT1/3信號(hào)通路的激活和PD-L1的上調(diào)。[結(jié)論]煙草煙霧吸入或機(jī)動(dòng)車尾氣暴露可以引起氣道上皮細(xì)胞中與炎癥反應(yīng)相關(guān)的PD-L1表達(dá)上調(diào),ERK1/2和STAT1/3通路參與了 PD-L1的調(diào)控。H2吸入可抑制COPD肺組織ERK1/2、STAT1/3信號(hào)通路的激活和PD-L1增加,可能有助于降低COPD患者肺癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。