研究背景支气管哮喘(bronchial asthma)是一种常见的呼吸系统慢性疾病,IACS-010759价格与不同程度的气道炎症、气道高反应性、可逆性气流受限及气道重塑有关。作为哮喘的主要病理特征之一,气道重塑可导致固定性气流受限和进行性肺功能下降,使得哮喘症状难以控制加重病情。转化生长因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)是哮喘气道重塑过程重要的始动和过程因子。铁死亡是一种新发现的铁依赖性的细胞死亡方式。胞内铁稳态失衡和谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)等调控因子参与的抗氧化系统失衡可导致胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)以及脂质过氧化代谢物丙二醛(malondialdehyde,MDA)等的累积,最终诱发铁死亡。近年来,越来越多的证据表明铁死亡与多种临床疾病的发生发展密切相关,但铁死亡在哮喘气道重塑中的作用鲜有报道。有研究显示轻至重度哮喘患者支气管肺泡灌洗液中载铁细胞数量增多,且与较低的一秒率相关,提示哮喘患者固定性气流受限与高铁含量储备及铁死亡密切相关。因此,本研究将从气道重塑的角度进一步了解铁死亡与哮喘之间的联系,探究铁死亡在哮喘气道重塑中的潜在治疗价值。研究目的研究铁死亡是否参与哮喘气道重塑过程及二者之间联系的潜在机制,为气道重塑的治疗提供新的方向。研究方法1.使用GSE6858数据集中的转录组数据对哮喘组和对照组之间的差异表达基因进行KEGG通路富集分析,分析铁死亡相关基因GPX4的在两组间的表达水平。2.卵清蛋白致敏及雾化激发构建慢性哮喘小鼠模型。使用铁离子检测试剂盒及普鲁士蓝铁染色测定肺组织铁含量,Western Blot及IHC染色评估GPX4的蛋白表达,MDA检测试剂盒评估脂质过氧化水平,TEM观察气道上皮超微结构改变,MASSON染色观察胶原沉积水平。3.给予小鼠模型铁死亡抑制剂Ferrostatin-1腹腔注射治疗后,进行HE、PAS及MASSON染色评估肺组织气道炎症、粘液高分泌和胶原沉积情况,ELISA检测血清IgE水平,IF染色与Western Blot检测GPX4蛋白表达水平和气道重塑指标的变化。4.不同时间和浓度梯度的TGF-β1刺激人支气管细胞系BEAS-2B后,用Western Blot及qRT-PCR检测GPX4水平。在不同浓度TGF-β1作用下,用流式细胞术(FCM)检测胞内ROS水平,MDA检测试剂盒测定胞内MDA水平,CCK8测定细胞活力,EdU增殖实验检测细胞增殖能力,qRT-PCR检测气道重塑指标的变化。5.Ferrostatin-1作用于BEAS-2B细胞后,检测ROS水平、MDA含量、细胞活力和Risque infectieux细胞增殖能力,Western Blot检测气道重塑指标的变化。6.铁死亡PCR阵列检测TGF-β1刺激下铁死亡相关mRNA水平的变化,Western Blot检测TGF-β1刺激下铁自噬相关蛋白的表达水平。研究结果1.生物信息学分析显示哮喘组中富集到铁死亡通路,且哮喘组GPX4表达水selleck激酶抑制剂平明显低于正常组,提示哮喘疾病中可能存在铁死亡。2.慢性哮喘模型中,胶原沉积伴随有铁浓度增加,GPX4表达下降,MDA累积,气道上皮铁死亡样超微结构改变等一系列铁死亡特征,提示哮喘气道重塑与铁死亡密切相关。3.给予哮喘模型Ferrostatin-1治疗后,哮喘气道炎症、粘液高分泌和胶原沉积情况均减轻,血清IgE水平也降低,GPX4的表达升高,N-cadherin、E-cadherin、α-SMA及Fibronectin气道重塑指标的变化均被抑制。上述结果表明抑制铁死亡可缓解哮喘气道炎症及气道重塑。4.TGF-β1作用的BEAS-2B细胞中,GPX4的mRNA及蛋白表达水平均下降,胞内ROS增多,MDA浓度升高,细胞活力及增殖能力下降,伴有气道重塑指标的变化。提示TGF-β1诱导的铁死亡参与了哮喘气道重塑的发生。5.给予BEAS-2B细胞Ferrostatin-1治疗后,TGF-β1诱导的铁死亡相关改变均被抑制,气道重塑指标N-cadherin、Fibronectin和Collagen I的蛋白表达水平均下降。证明了Ferrostatin-1通过抑制TGF-β1诱导的铁死亡抑制了哮喘气道重塑。6.TGF-β1作用于支气管上皮细胞后,转铁蛋白(transferrin,TF),转铁蛋白受体2(transferrin receptor 2,TFR2)的 mRNA 水平、核受体辅激活因子 4(nuclear receptor coactivator4,NCOA4)的蛋白水平均升高,铁蛋白表达水平在反馈性升高后进行性下降,表明TGF-β1通过促进铁摄取和铁自噬诱导上皮细胞发生铁死亡。研究结论1.铁死亡参与哮喘气道重塑的发病过程,抑制铁死亡可减轻体内与体外哮喘模型中的气道重塑。2.TGF-β1促进铁摄取及铁自噬诱导气道上皮铁死亡参与气道重塑进程。