破骨细胞刺激性跨膜蛋白诱导铁死亡促进矽肺纤维化

摘要

破骨细胞刺激性跨膜蛋白(OC-STAMP)参与二氧化硅(SiO_(2))暴露引起矽肺纤维化,其通过诱导肺泡Ⅱ型上皮细胞铁死亡从而参与矽肺纤维化的作用及相关机制尚不明确。[目的]探讨SiO_(2)暴露下OC-STAMP调控肺泡Ⅱ型上皮细胞铁死亡参与大鼠矽肺纤维化的作用及可能机制。[方法]20只SPF级Wistar雄性大鼠,随机分为2组,每组10只,分别为对照组(Sham组)、SiO_(2)组。SiO_(2)组大鼠通过气管非暴露法一次性给予1 mL 50 mg·L^(-1)的SiO_(2)混悬液建立矽肺动物模型,Sham组大鼠采用同样的方法给予1 mL0.9%氯化钠溶液,8周后处死大鼠。取左下肺固定于戊二醛或多聚甲醛,用透射电镜观察线粒体超微结构;用HE染色、Masson染色、VG染色及普鲁士蓝染色显示肺组织结构变化及铁沉积状况。通过免疫组化和免疫荧光评价OC-STAMP表达水平和肺纤维化程度。采用实时荧光定量PCR检测大鼠肺组织OCSTAMP表达水平及验证OC-STAMP的转染效果。培养MLE-12细胞,通过转染OC-STAMP质粒或OC-STAMP小干扰RNA(siRNA)构建过表达(OCS组)和抑制表达(SI-OC组)模型。采用Western blotting法检测肺组织及MLE-12中谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)等蛋白的相对表达量。[结果]SiO_(2)暴露8周后,HE、Masson和VG染色结果显示造模成功;组织免疫荧光结果显示,OC-STAMP与ATP结合盒亚家族A成员3(ABCA3)共定位于肺泡Ⅱ型上皮中;免疫组化结果显示,SiO_(2)组OC-STAMP、Ⅰ型胶原表达水平与Sham组相比升高(P<0.01);实时荧光定量PCR结果显示,SiO_(2)组肺组织中OC-STAMP的mRNA高于Sham组(P<0.01);肺组织普鲁士蓝染色结果显示在SiO_(2)组可见阳性棕黄色颗粒;经透射电镜观察,Sham组线粒体结构正常,SiO_(2)组线粒体普遍肿胀,线粒体嵴溶解、消失;肺组织免疫印迹结果显示,在SiO_(2)组,SLC7A11、GPX4蛋白表达水平降低(P<0.05,P<0.01),Vimentin蛋白表达水平增加(P<0.01);在转染的MLE-12细胞中,与Sham组相比,OCS组SLC7A11、GPX4蛋白表达水平降低(P<0.01,P<0.01)。[结论]OC-STAMP可能通过影响铁死亡相关蛋白表达,从而促进SiO_(2)暴露导致的肺纤维化。