慢性閉塞性肺疾患ラットの肺気道上皮組織細胞老化に及ぼす電気鍼によるcGAS-STINGシグナル経路調節の影響

Luo Fuyan ,  

Liu Yunnan ,  

Xiong Jian ,  

Liu Hongtao ,  

Pu Liangzhao ,  

Wang Ziwen ,  

Yang Chunyan ,  

Xiao Xingping ,  

Xiong Chan ,  

Liang Fanrong ,  

Yang Zuoqin ,  

摘要

目的は、肺気道上皮細胞の老化の観点から、電気鍼が慢性閉塞性肺疾患(COPD)の炎症性損傷を改善する作用機序を探求し、その作用とcyclic GMP-AMP合成酵素-刺激遺伝子因子(cGAS-STING)シグナル経路との関連性を分析することである。方法として、SPF級SD雄性ラット24匹を選び、無作為に空白群、モデル群、電気鍼群および非経穴の電気鍼群に各6匹ずつ分けた。脂多糖(LPS)の気管内滴注とタバコ煙暴露を組み合わせてCOPDモデルを作製した。第1、15、30、45日目にLPS(1 mg/mL、0.2 mL/回)を気管内滴注し、それ以外の日は毎日煙暴露(20本/回、1時間/回)を60日間継続した。モデル作製後、電気鍼群は両側の「肺兪」と「足三里」の経穴に対して電気鍼介入を行い、疎密波(4 Hz/20 Hz)、電流強度1~3 mA、1回20分、1日1回、14日間連続で実施した。非経穴電気鍼群は尾根の非経穴点に同一刺激を与えた。空白群およびモデル群は、同時間での拘束処理のみを行った。介入終了後、各群のラットの肺機能を検査し、ヘマトキシリン・エオジン(HE)染色で肺組織の病理学的変化を観察し、炎症度を評価した。酵素免疫測定法(ELISA)により、気管支肺胞洗浄液(BALF)中の腫瘍壊死因子-α(TNF-α)、インターロイキン-6(IL-6)、インターロイキン-1β(IL-1β)、インターロイキン-10(IL-10)、およびトランスフォーミング成長因子-β1(TGF-β1)のレベルを測定した。老化関連β-ガラクトシダーゼ(SA-β-Gal)染色および免疫蛍光法で肺気道上皮組織の老化およびDNA損傷を検出した。Western blotにより、肺組織における細胞周期依存性キナーゼ阻害剤2A(P16)、細胞周期依存性キナーゼ阻害剤21(P21)、cGAS、総STINGおよびリン酸化STING(p-STING)蛋白発現を検出した。リアルタイム蛍光定量PCR(qPCR)でP16、P21、cGASおよびSTINGのmRNA発現レベルを測定した。結果は、空白群と比較して、モデル群の0.3秒努力呼気量(FEV_0.3)、努力肺活量(FVC)およびFEV_0.3/FVC比が著しく低下し(P<0.01)、肺組織気道上皮構造が損傷し、気管支周囲に炎症細胞浸潤が増加し、炎症スコアが有意に上昇した(P<0.01)。BALF中のTNF-α、IL-1β、IL-6およびTGF-β1含量が増加(P<0.01)、IL-10含量が減少(P<0.01)した。肺気道上皮組織のSA-β-Gal陽性面積割合が増加し、リン酸化ヒストンH2AX(γH2AX)蛍光強度が増強し、肺組織のP16、P21、cGAS、総STING蛋白発現およびp-STING発現が増加した(P<0.01)。P16、P21、cGASおよびSTINGのmRNA発現レベルも有意に上昇した(P<0.01)。モデル群と比較し、電気鍼群ではFEV_0.3、FVCおよびFEV_0.3/FVC比が明らかに改善し(P<0.01)、肺組織の病理損傷が軽減し、炎症細胞浸潤が減少し、炎症スコアが有意に低下した(P<0.05)。BALF中のTNF-α、IL-1β、IL-6およびTGF-β1含量が低下(P<0.01)、IL-10含量が増加(P<0.01)した。SA-β-Gal陽性面積割合が減少し、γH2AX蛍光強度が低下し、P16、P21、cGAS、総STING蛋白発現およびp-STING発現が抑制された(P<0.01)。P16、P21、cGASおよびSTINGのmRNA発現レベルも有意に抑制された(P<0.01)。非経穴電気鍼群では有意な改善は認められなかった。結論として、電気鍼はcGAS-STINGシグナル経路の異常活性化を抑制し、肺気道上皮組織のDNA損傷および細胞老化を軽減することにより、COPDの炎症状態を改善し肺を保護する効果があると考えられる。

关键词

慢性閉塞性肺疾患;電気鍼;肺気道上皮組織;cGAS-STINGシグナル経路;細胞老化

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