温石棉染毒肺上皮细胞的miRNA表达谱分析

来源：环境与职业医学杂志 2024年第11期北京时间：

作者：何佳睿, 宋娟, 王玉君, 张旭, 杨洁, 霍婷婷, 董发勤, 邓建军,

摘要：背景温石棉被广泛应用于建筑、工业等领域。研究显示其易导致职业人群肺纤维化，但微小RNA（miRNA）参与温石棉致肺纤维化的研究较少，具体机制尚不明确。目的采用二代测序技术分析温石棉染毒对人肺上皮细胞（BEAS-2B细胞）miRNA表达谱的影响，探讨差异表达的miRNA及相关信号通路的变化，寻找温石棉诱导肺纤维化的潜在靶点及分子机制。方法本研究用激光粒度分析仪和X射线衍射仪对温石棉进行了粒径大小和物相分析，并对BEAS-2B细胞进行不同时间（12、24和48 h）、不同剂量（0、50、100和200 μg·mL−1）的温石棉染毒。用细胞活力检测试剂盒（CCK8）检测细胞存活率。通过蛋白免疫印迹（WB）检测200 μg·mL−1温石棉染毒BEAS-2B细胞24 h后纤维连接蛋白（Fibronectin）、胶原蛋白Ⅰ（Collagen-Ⅰ）和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的表达水平。二代测序技术分析温石棉染毒后与对照组的样本相关性和miRNA表达谱的变化。预测差异miRNA的靶基因并对其进行基因功能注释（GO）分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。结果本研究所用温石棉粉尘平均粒径为3.58 μm，X射线衍射分析结果均为温石棉特征峰。与对照组比较，温石棉随浓度和染毒时间的增加而逐渐抑制BEAS-2B细胞存活率（P＜0.01）。50、100和200 μg·mL−1温石棉染毒细胞12 h后的存活率分别为83.88%±1.86%、78.07%±3.97%、71.95%±2.99%；染毒24 h后的存活率分别为77.41%±1.58%、69.57%±2.23%、62.79%±3.65%；染毒48 h后的存活率分别为74.31%±4.93%、65.84%±2.71%、52.74%±6.31%。200 μg·mL−1温石棉染毒BEAS-2B细胞后Fibronectin、Collagen-Ⅰ和α-SMA蛋白表达水平升高（P＜0.05）。温石棉实验组和对照组主成分分析显示两组样本成分存在差异，共筛选出163个差异miRNA，其中上调79个，下调84个。GO分析显示差异miRNA主要与RNA聚合酶Ⅱ的转录调控、DNA模板转录调控、细胞分化、蛋白磷酸化、脂质代谢和细胞周期等生物学过程，细胞核、细胞膜、细胞骨架、线粒体和内质网等细胞组分以及蛋白结合、金属离子结合、转移酶活性和DNA结合等分子功能有关；KEGG分析显示差异miRNA的靶基因主要富集于癌症通路、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）通路、Ras相关蛋白1（Rap1）通路、钙离子通路、环磷酸鸟苷/蛋白激酶（cGMP/PKG）通路、Hippo通路、环磷腺苷（cAMP）通路和Ras通路等。结论温石棉染毒会抑制BEAS-2B细胞存活率，使肺纤维化相关蛋白表达升高，诱导miRNA差异表达，影响脂质代谢、蛋白磷酸化、细胞周期等生物学过程和线粒体、内质网等细胞组分，干扰PI3K/AKT通路、Hippo通路、cAMP通路、Rap1通路和Ras通路等。

关键词：温石棉, 肺纤维化, 微小RNA, BEAS-2B细胞,