HIF-1α信号通路对脂多糖诱导鸡巨噬细胞炎症的调节作用研究

来源：中国畜牧兽医杂志2024年第5期北京时间：

作者：冯晓梦, 高超, 陶新磊, 李小方, 吕晓萍, 高雪丽, 赵一, 李亚楠, 刘超男

单位：1. 东北农业大学动物医学院, 黑龙江省实验动物与比较医学重点实验室, 哈尔滨 150030;2. 中国农业大学动物医学院, 北京 100193

摘要：【目的】探究鸡巨噬细胞(HD11)在脂多糖(LPS)诱导条件下,缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)信号通路和线粒体功能对细胞炎症反应的影响。【方法】试验以HD11细胞为研究对象,分别用不同浓度LPS作用于细胞,培养24 h后检测细胞活力,筛选LPS最佳作用浓度;同时在最佳LPS作用浓度下,筛选LPS最佳作用时间。将HD11细胞分为对照组和模型组,模型组加入最佳作用浓度LPS培养,对照组加等量的完全培养液,按照LPS最佳作用时间培养后,提取细胞总RNA进行转录组测序,并对差异表达基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。利用实时荧光定量PCR和Western blotting分别检测HIF-1α信号通路相关因子mRNA和蛋白表达量;通过流式细胞术检测线粒体膜电位和活性氧(ROS)水平变化。【结果】LPS诱导的HD11细胞炎症模型中最适条件为1 μg/mL LPS培养12 h,以此条件成功建立了细胞炎症模型。与对照组相比,模型组共检测到2 063个差异表达基因,其中1 319个上调,744个下调。GO功能注释结果显示,差异表达基因显著富集到免疫系统应答、对外部刺激的反应和细胞因子受体结合等过程。KEGG通路富集分析结果显示,差异表达基因显著富集在50条信号通路,主要涉及免疫细胞介导的炎症反应和Toll样受体、核转录因子-κB(NF-κB)、HIF-1α等信号通路。其中有13个显著上调表达的基因集中在HIF-1α相关信号通路,包括Toll样受体4(TLR4)、NF-κB、HIF-1α、血管内皮生长因子(VEGF)基因等。实时荧光定量PCR和Western blotting结果显示,NF-κB p65、HIF-1α、VEGF等mRNA和蛋白表达水平均显著上调(P＜0.05)。流式细胞术检测结果显示,与对照组相比,模型组线粒体膜电位极显著下降(P＜0.01),ROS水平显著升高(P＜0.05)。【结论】成功建立LPS诱导鸡巨噬细胞炎症模型,HIF-1α与NF-κB信号通路相互串扰共同参与LPS诱导的细胞炎症过程。同时,细胞线粒体功能下降,导致ROS生成增多,进而促进HIF-1α的表达,共同加重了炎性反应和代谢紊乱。

关键词：鸡巨噬细胞;脂多糖(LPS);HIF-1α;炎症反应;线粒体功能

基金资助：国家自然科学基金(31472169);黑龙江省教育厅科学技术研究项目基金(12511029)