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,这些颗粒通过呼吸进入人体,沉积在呼吸道和肺部,并可能进入血液循环系统,对多个器官造成损害。哮喘是一种常见的慢性气道疾病,表现为可逆性气流阻塞、慢性气道炎症、粘液分泌和气道重塑。其病理生理特征包括慢性气道炎症、气道高反应性、气道重塑以及气道上皮屏障功能受损。气道上皮细胞便是防御外部过敏原的重要屏障,其结构和功能缺陷可能会加重哮喘症状。研究表明,哮喘患者的血清外泌体miRNA-125b水平显著高于健康对照组,而多种外泌体miRNA已被认为是诊断哮喘的潜在生物标志物;PM2.5则通过破坏气道上皮屏障和增加细胞间通透性加重哮喘症状。然而,PM2.5诱导外泌体miRNA加剧哮喘的具体机制及靶基因尚不清楚。miR-129-2-3p是一种由18-22个核苷酸组成的小分子单链RNA,通过与靶mRNA的3′非翻译区结合,抑制mRNA的降解或翻译,从而调控基因表达。
研究成果及意义:在本研究中,作者选取健康对照组与哮喘患者支气管上皮细胞,通过生物信息学手段筛选出表达量较高的miR-129-2-3p,并建立了PM2.5加重哮喘的小鼠模型。实验结果显示,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)中,miR-129-2-3p的表达水平显著升高,并与PM2.5的暴露水平呈正相关。经PM2.5诱导的外泌体降低了16HBE细胞中紧密连接蛋白ZO-1、occludin和E-cadherin的水平,增加了细胞通透性,同时促进了炎症因子如IL-6、IL-8和TNF-α的分泌。进一步的双荧光素酶报告基因检测及RNA免疫沉淀(RIP)实验表明,TIAM1是miR-129-2-3p的靶基因,而miR-129-2-3p通过抑制TIAM1促进气道上皮屏障损伤,敲除该miRNA可以改善气道上皮屏障的完整性,进而通过抑制TIAM1/RAC1/PAK1信号通路加重PM2.5诱导的气道上皮功能障碍。最终,研究认为PM2.5诱导的外泌体miR-129-2-3p通过靶向TIAM1/RAC1/PAK1信号通路破坏了气道上皮屏障功能,加重了哮喘症状,而敲除miR-129-2-3p则能够修复这类功能障碍。这项研究表明,外泌体miRNA可能成为哮喘治疗的新兴模式,外泌体miR-129-2-3p有潜力成为哮喘诊断的生物标志物和有效靶点。
在该研究中,研究团队使用尊龙凯时的细胞上清外泌体提取试剂盒(UR52121)进行16HBE细胞外泌体的分离与纯化,结果符合各项检测指标,满足了实验的需求。同时,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,通过荧光显微镜观察到染色的Exos在细胞质中的存在,表明这些外泌体成功被正常的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。
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