TGF-β/Smad信号通路中关键基因在肺纤维化进程中的功能

来源：环境与职业医学杂志 2022年第7期北京时间：

作者：杨慧楠, 吕达, 王乐, 刘春城, 姜志艳, 赵宏宇, 蔡禄,

摘要：背景 转化生长因子-β（TGF-β）/Smad信号通路是调控肺纤维化发生发展的一条重要信号通路，对其调控分子机制的理解仍然有限。 目的 探究纤维化标志物以及TGF-β/Smad信号通路中相关基因在肺纤维化进程中的变化及功能。 方法 建立TGF-β1诱导NIH-3T3成纤维细胞模型，实验分为对照组、TGF-β1处理组。对照组采用生理盐水代替TGF-β1进行同样的培养和处理，TGF-β1处理组用10 ng·mL−1 TGF-β1诱导12 h后收集细胞。提取两组细胞RNA，进行转录组测序，经生物信息学分析，筛选获得TGF-β通路中Dcn、Smad3、Smad7、Fbn1、Thbs1、TGF-β1、TGF-β3七种关键基因。采用实时荧光定量PCR法检测I型胶原α1（Collagen1α1）、I型胶原α2（Collagen1α2）、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、TGF-β1、TGF-β3五种标志基因和七种通路关键基因mRNA的表达情况。提取两组细胞蛋白，采用Western blotting检测Smad3、磷酸化的Smad3（P-Smad3）、α-SMA三种重要标志蛋白的表达。随后，选取30只SPF级C57 BL/6健康雄性小鼠，随机分成对照组、SiO2染尘28 d组和SiO2染尘56 d组，每组10只。染尘组小鼠每天在SiO2粉尘环境中暴露4 h，隔2 h取出呼吸10 min新鲜空气，分别染尘28、56 d。在两个时间点各处死10只小鼠取肺组织，通过Masson染色检测肺组织纤维化程度变化，提取RNA和蛋白检测上述关键基因和蛋白的表达。 结果 与对照组相比：TGF-β1诱导的NIH-3T3成纤维细胞中，Collagen1α1、Collagen1α2、α-SMA、TGF-β1、TGF-β3五种标志物的基因表达水平均升高（P P Dcn和Smad3表达下调（P Smad7、Fbn1、Thbs1、TGF-β1、TGF-β3表达上调（P 2染尘组小鼠肺组织内的胶原纤维含量也随之增加。与对照组相比，SiO2染尘组小鼠肺组织内五种标志基因的表达水平均上调（P P Dcn、Smad3表达下调（P Smad7、Fbn1、Thbs1、TGF-β1、TGF-β3表达上调（P ，且都呈现随染尘天数的增加而下降或升高的趋势。上述五种标志基因、三种重要标志蛋白以及七种通路关键基因的表达均与TGF-β1诱导的NIH-3T3成纤维细胞中的表达趋势一致。 结论 TGF-β1诱导成纤维细胞中肺纤维化相关标志基因和蛋白表达水平变化有统计学意义，染尘小鼠肺纤维化特征明显。Dcn、Smad3、Smad7、Fbn1、Thbs1、TGF-β1、TGF-β3七种基因可能参与了TGF-β/Smad信号通路对肺纤维化的调控。

关键词：肺纤维化, 转化生长因-β, TGF-β/Smad信号通路, NIH-3 T3细胞, 转录组测序,