PM2.5は,GSK-3β/NRF2経路を通じて慢性閉塞性肺疾患におけるフェロプトーシスを誘発する

科学分野:

• 環境 健康
• 細胞生物学
• 肺科

背景:

• 微細粒子 (PM2.5) は慢性閉塞性肺疾患 (COPD) の重要な危険因子です.
• PM2.5の曝露は,呼吸道上皮細胞におけるフェロプトーシスと酸化ストレスに関連しています.
• 以前の研究では,PM2. 5がリン酸化グリコゲン合成キナーゼ (GSK) - 3βを減少させ,GSK- 3β/核因子エリソイド2因子 (NRF2) 経路の過剰活性がフェロプトーシスと相関していることが示された.

研究 の 目的:

• PM2.5がGSK-3β/NRF2経路を通って呼吸道上皮細胞にフェロプトーシスを誘発するかどうかを調査する.
• PM2.5誘発のCOPDにおけるこの経路の役割を決定する.

主な方法:

• PM2.5誘発のCOPDと呼吸道上皮細胞のインビトロ被曝のマウスモデルを使用した.
• 評価された遺伝子およびタンパク質発現 (qRT-PCR,ウエスタン・ブロッティング,免疫光,免疫ヒスト化学).
• 脂質過酸化,肺機能,肺組織損傷を測定し,フェロプトーシスおよびGSK-3β阻害剤を試験した.

主要な成果:

• PM2.5暴露はNRF2,SLC7A11,GPX4mRNAおよびp- GSK-3β,NRF2,SLC7A11,FTH-1タンパク質のレベルを低下させ,NCOA4および脂質過酸化を増加させた.
• PM2.5はマウスの肺におけるp- GSK-3β,NRF2,SLC7A11,GPX4の発現を低下させ,肺損傷と機能障害を引き起こした.
• フェロプトーシス阻害剤 (FER-1) とGSK- 3β阻害剤 (TDZD- 8) はPM2. 5による影響を逆転させた.

結論:

• PM2.5は,GSK-3β/NRF2シグナル伝達経路を通じて,呼吸道上皮細胞フェロプトーシスを誘発する.
• このフェロプトーシスは呼吸道酸化ストレスとCOPDの病原化に寄与する.
• GSK- 3β/ NRF2経路は,PM2. 5誘発のCOPDの潜在的治療標的である.