近期,来自山西医科大学公共卫生学院的张志宏教授团队在《Journal of Environmental Management》杂志上发表了题为“Exosomal miR-129-2-3p promotes airway epithelial barrier disruption in PM2.5-aggravated asthma”的科研论文,影响因子为8。
研究背景
PM2.5是指直径小于25微米的细颗粒物,能够通过呼吸进入人体,沉积在呼吸道和肺部,甚至进入血液循环系统,从而对多个器官造成损害。哮喘作为一种常见的慢性气道疾病,其典型特征包括可逆性气流阻塞、慢性气道炎症、粘液分泌以及气道重塑。哮喘的病理生理包括慢性气道炎症、气道高反应性和气道上皮屏障功能损伤。气道上皮细胞是抵御外部过敏原的第一道物理防御屏障,其结构和功能的缺陷可能加重哮喘症状。研究显示,哮喘患者血清中外泌体miRNA-125b水平显著升高,许多外泌体miRNA已被认为是哮喘的潜在生物标志物,而PM2.5能够通过破坏气道上皮屏障和提高细胞间通透性来加剧哮喘。但关于PM2.5诱导外泌体miRNA加剧哮喘的机制及靶基因仍不明确。miR-129-2-3p是一种由18-22个核苷酸组成的单链小RNA,通过与靶mRNA的3′非翻译区结合,从而抑制基因表达。
研究成果及意义
在本研究中,作者选取健康对照组和哮喘患者的支气管上皮细胞,采用生物信息学方法筛选出高表达的miR-129-2-3p。随后建立了PM2.5加重哮喘的小鼠模型,通过透射电镜、蛋白质印迹和纳米颗粒追踪分析等实验发现,在哮喘患者的血浆外泌体、小鼠肺组织及PM2.5刺激的人支气管上皮细胞(16HBE)外泌体中,miR-129-2-3p的表达水平显著升高,且其水平与PM2.5暴露程度呈正相关。PM2.5诱导的外泌体能够降低16HBE细胞中的紧密连接蛋白ZO-1、occludin和E-cadherin的水平,增加细胞通透性,并促进炎症因子IL-6、IL-8和TNF-α的分泌。
接下来,作者通过双荧光素酶报告基因检测和RNA免疫沉淀实验发现,TIAM1是miR-129-2-3p的靶基因。miR-129-2-3p通过抑制TIAM1基因的表达,促进气道上皮屏障损伤,而敲除miR-129-2-3p可以改善该屏障的完整性。最终,研究表明,PM2.5诱导的外泌体miR-129-2-3p通过干扰TIAM1/RAC1/PAK1信号通路加剧了气道上皮屏障功能障碍。研究表明,敲除miR-129-2-3p可能修复气道上皮屏障,揭示了外泌体miRNA在哮喘治疗中的新潜力,并暗示miR-129-2-3p可能成为哮喘诊断与治疗的有效靶点。
该研究中使用尊龙凯时的细胞上清外泌体提取试剂盒(UR52121)进行了16HBE细胞外泌体的分离纯化,结果满足各项检测要求,支持了客户的后续实验需求。此外,研究还使用尊龙凯时的外泌体绿色荧光标记染料(PKH67)(UR52303)对16HBE细胞外泌体进行标记,染色的外泌体通过荧光显微镜观察到其在细胞质中的存在,证明外泌体被正常的16HBE细胞吸收。
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参考文献:Exosomal miR-129-2-3p promotes airway epithelial barrier disruption in PM2.5-aggravated asthma[J] Journal of Environmental Management, 2024, 370:123053