抗肌营养不良蛋白通过MAPK信号通路参与特发性肺纤维化发病机制的研究

目的:结合生物信息学分析结果研究抗肌营养不良蛋白(DMD)在特发性肺纤维化(IPF)中的作用及分子机制。方法:从GEO数据库下载IPF数据集GSE47460、GSE150910及GSE135893，验证DMD表达，随后下载IPF数据集GSE27957、GSE28042和GSE93606，分析DMD表达水平与IPF患者预后的关系。挑选GSE150910数据集，根据DMD表达水平的中位数，将样本分为DMD高表达组和DMD低表达组，采用R 4.1.3软件对2组基因进行差异基因分析，根据差异基因进行功能富集分析和通路预测。采用随机数字表法，将12只6~8周龄C57BL/6小鼠随机分为对照组和实验组，每组6只。实验组小鼠气管内滴注博来霉素(BLM)构建肺纤维化模型。取小鼠肺组织进行免疫组织化学染色和实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)，检测DMD的蛋白和mRNA表达水平。将A549细胞分为NC-shRNA组、BLM组、NC-shRNA+BLM组和DMD-shRNA+BLM组。应用蛋白质印迹法检测各组衰老相关蛋白p21、凋亡蛋白Bax、MAPK信号通路相关蛋白以及Ⅰ型胶原蛋白的表达，并应用衰老相关β-半乳糖苷酶染色检测各组衰老细胞所占的比例，用流式细胞术检测各组凋亡细胞所占的比例。结果:DMD在GSE47460、GSE150910及GSE135893数据集中均为高表达，并且主要表达于Ⅱ型肺泡上皮细胞内，高表达DMD患者预后更差。GSE150910数据集中，DMD高表达组和DMD低表达组共有147个差异基因，上述基因主要富集在细胞衰老和凋亡的生物学过程，富集的通路得分最高的是MAPK信号通路。RT-qPCR及免疫组织化学染色结果提示DMD在BLM诱导的小鼠肺纤维化组织中为高表达(均 P<0.05)。BLM组A549细胞中的DMD蛋白表达高于NC-shRNA组和DMD-shRNA+BLM组(均 P<0.05)。BLM组A549细胞的p21、Bax、p38 MAPK、p-p38 MAPK蛋白以及Ⅰ型胶原蛋白表达水平高于NC-shRNA组和DMD-shRNA+BLM组(均 P<0.05)。衰老相关β-半乳糖苷酶染色结果提示BLM组A549细胞的衰老细胞的比例高于NC-shRNA组和DMD-shRNA+BLM组(均 P<0.05)。流式细胞术结果提示BLM组A549细胞的凋亡细胞的比例高于NC-shRNA组和DMD-shRNA+BLM组(均 P<0.05)。 结论:DMD在BLM诱导的小鼠肺纤维化组织内呈高表达，干扰DMD可以通过MAPK信号通路减轻BLM诱导的A549细胞衰老和凋亡，从而抑制IPF的进展。