Einfluss der Elektroakupunkturregulation des cGAS-STING-Signalwegs auf das Zellaltern des Lungenepithelgewebes der Atemwege bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung an Ratten

Luo Fuyan ,  

Liu Yunnan ,  

Xiong Jian ,  

Liu Hongtao ,  

Pu Liangzhao ,  

Wang Ziwen ,  

Yang Chunyan ,  

Xiao Xingping ,  

Xiong Chan ,  

Liang Fanrong ,  

Yang Zuoqin ,  

摘要

Ziel der Studie war es, den Wirkmechanismus der Elektroakupunktur bei der Verbesserung der entzündlichen Schädigung bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) aus der Perspektive der Alterung der Epithelzellen der Atemwege zu untersuchen und deren Beziehung zum cGAS-STING-Signalweg zu analysieren. Es wurden 24 SPF-zertifizierte männliche SD-Ratten ausgewählt und zufällig in eine Kontrollgruppe, Modellgruppe, Elektroakupunkturgruppe und eine Elektroakupunktur-Nicht-Akupunktur-Punkt-Gruppe mit jeweils 6 Tieren aufgeteilt. Das COPD-Modell wurde durch intratracheale Instillation von Lipopolysaccharid (LPS) in Kombination mit Zigarettenrauchexposition erstellt: an den Tagen 1, 15, 30 und 45 wurde LPS (1 mg/ml, 0,2 ml pro Mal) instilliert; an den übrigen Tagen erfolgte die Rauchbelastung (20 Zigaretten pro Mal, 1 Stunde täglich) über 60 Tage. Nach Abschluss der Modellierung erhielt die Elektroakupunkturgruppe eine Intervention an den beidseitigen Akupunkturpunkten „Feishu“ und „Zusanli“ mit intermittierenden Wellen (4 Hz/20 Hz), einer Stromstärke von 1 bis 3 mA, jeweils 20 Minuten einmal täglich über 14 Tage; die Nicht-Akupunkturgruppe erhielt eine identische Stimulation an einem nicht-akupunkturellen Punkt am Schwanzansatz; die Kontroll- und Modellgruppe wurden lediglich entsprechend zeitlich fixiert. Nach der Intervention wurden Lungenfunktionstests durchgeführt, HE-Färbungen zur Beobachtung der pathologischen Veränderungen des Lungengewebes und Entzündungsbewertungen vorgenommen; mittels ELISA wurden die Konzentrationen von Tumornekrosefaktor-α (TNF-α), Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-1β (IL-1β), Interleukin-10 (IL-10) und transformierendem Wachstumsfaktor-β1 (TGF-β1) im bronchoalveolären Lavageflüssigkeit (BALF) gemessen; seneszenzassoziierte β-Galaktosidase (SA-β-Gal) Färbung und Immunfluoreszenz wurden zur Detektion der Alterung und DNA-Schäden im Epithelgewebe der Atemwege durchgeführt; Western Blot analysierte die Expression von P16, P21, cGAS, Gesamt-STING und phosphoryliertem STING (p-STING); mittels qPCR wurden die mRNA-Expressionslevel von P16, P21, cGAS und STING gemessen. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Modellgruppe eine signifikante Abnahme des forcierten Exspirationsvolumens in 0,3 Sekunden (FEV_0.3), der forcierten Vitalkapazität (FVC) und des Verhältnisses FEV_0.3/FVC (P<0,01); die Struktur des Atemwegsepithels war beschädigt, die Infiltration inflammatorischer Zellen um die Bronchien nahm zu, und die Entzündungsbewertung war signifikant erhöht (P<0,01); die Konzentrationen von TNF-α, IL-1β, IL-6 und TGF-β1 im BALF stiegen an (P<0,01), während IL-10 abnahm (P<0,01); die SA-β-Gal-positive Flächenanteile und die Fluoreszenzintensität von phosphoriliertem Histon H2AX (γH2AX) erhöhten sich, die Expression von P16, P21, cGAS, Gesamt-STING sowie p-STING war erhöht (P<0,01); auch die mRNA-Expression von P16, P21, cGAS und STING war signifikant erhöht (P<0,01). Im Vergleich zur Modellgruppe zeigte die Elektroakupunkturgruppe eine deutliche Verbesserung von FEV_0.3, FVC und dem Verhältnis FEV_0.3/FVC (P<0,01); die pathologischen Gewebeschäden wurden reduziert, die Infiltration inflammatorischer Zellen nahm ab, und die Entzündungsbewertung verringerte sich signifikant (P<0,05); die Konzentrationen von TNF-α, IL-1β, IL-6 und TGF-β1 im BALF sanken, IL-10 stieg an (P<0,01); die SA-β-Gal-positive Flächenanteile, die γH2AX-Fluoreszenzintensität und die Expression von P16, P21, cGAS, Gesamt-STING sowie p-STING sanken (P<0,01); auch die mRNA-Level dieser Marker waren signifikant reduziert (P<0,01). Die Nicht-Akupunkturgruppe zeigte keine signifikanten Verbesserungen. Fazit: Elektroakupunktur könnte durch die Hemmung der abnormalen Aktivierung des cGAS-STING-Signalwegs DNA-Schäden und Zellalterung im Atemwegsepithelium reduzieren, den entzündlichen Zustand der COPD verbessern und eine schützende Wirkung auf die Lunge ausüben.

关键词

chronisch obstruktive Lungenerkrankung; Elektroakupunktur; Lungenepithelgewebe der Atemwege; cGAS-STING-Signalweg; Zellalterung

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