CXCL17调控巨噬细胞功能在柴油机尾气所致肺损害中的作用

目的作为生产生活环境中普遍存在的重要空气污染源,柴油机尾气(diesel exhaust,DE)与慢性阻塞性肺病(chronic obstructive poccult HBV infectionulmonary disease,COPD)、哮喘、肺癌等多种呼吸疾病密切相关且目前尚无有效的治疗手段。研究表明暴露于DE后巨噬细胞的吞噬活性受到抑制,趋化因子17(C-X-C motif ligand 17,CXCL17)在粘膜部位有大量的特异性表达,可招募巨噬细胞,但其在DE暴露致小鼠肺损害中的作用尚不清楚。本研究探讨CXCL17在DE暴露小鼠肺组织中的表达情况及其调控巨噬细胞功能对DE所致肺损害中的作用,为防控DE暴露健康危害提供理论基础。方法1.在体内,构建DE暴露小鼠模型,气道滴注腺相关病毒血清5型载体(AAV5)过表达CXCL17;全身体积扫描法检测小鼠肺功能;对肺泡灌洗液(BALF)中白细胞行分类计数并计算巨噬细胞碳粒胞浆面积比(carbon content in airway macrophages,CCAM);HE染色评估小鼠肺组织病理学改变;Masson染色评估肺胶原沉积情况;平滑肌(α-SMA)免疫组化评估气道和血管平滑肌增生情况;ELISA法检测血液和BALF中CXCL17水平;q RT-PCR和免疫组化法检测肺组织CXCL17 mRNA和蛋白表达;Western blot检测纤连蛋白、胶原Ⅰ、Bax和cleaved caspase3的表达。2.在体外,用柴油机尾气颗粒(diesel exhaust Particles,DEP)刺激人支气管气道上皮细胞(16HBE);用佛波酯刺激人单核白血病细胞(THP-1)细胞转化为巨噬细胞之后,构建16HBE细胞和巨噬细胞的Transwell共培养体系,用DEP或者人重组蛋白CXCL17(rh selleckchem CrizotinibCXCL17)刺激16HBE细胞,检测巨噬细胞的迁移数量;q RT-PCR法检测16HBE细胞CXCL17表达量、细胞炎症和重塑指标(IL6、IL8、TGF-β和PDGFB)mRNA的表达;流式细胞术检测16HBE细胞凋亡情况。结果1.DE暴露小鼠肺功能下降;BALF中性粒细胞增多,CCAM增加;肺组织病理存在上皮细胞纤毛损伤、气道胶原沉积及平滑肌增生,小鼠气道CXCL17 mRNA和肺组织、BALF中CXCselleckL17蛋白表达降低,提示DE暴露小鼠气道损伤和重塑,肺功能恶化。在体外DEP刺激16HBE细胞凋亡增多,IL-6、IL-8、TGF-β以及PDGFB表达增加,CXCL17 mRNA的表达降低,提示DEP诱导16HBE细胞凋亡以及炎症/重塑,下调CXCL17表达。2.AAV5-CXCL17小鼠相较于单纯DE暴露小鼠,肺功能改善,BALF巨噬细胞CCAM增高且数量明显增多,气道平滑肌增生和胶原沉积减轻,纤连蛋白、胶原Ⅰ、Bax和cleaved caspase3的表达量减少,提示CXCL17过表达可增强小鼠肺部巨噬细胞的招募及对DE的清除,并部分改善小鼠的肺功能、气道损伤与重塑。Transwell实验显示rh CXCL17招募更多的巨噬细胞迁移,能够吞噬更多的DEP颗粒,改善下室16HBE细胞的凋亡,降低炎症重塑指标(IL-6、TGF-β和PDGFB)表达量。结论CXCL17可能通过招募肺部巨噬细胞增强吞噬颗粒物功能,减轻DE暴露引起的肺损害,故其有望成为DE相关肺损害的治疗新靶点。