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生信与湿实验结合:尊龙凯时解析HIF-3α通过GPx4轴抑制肺泡上皮细胞铁死亡以防治COPD

发布时间:2025-02-28   信息来源:尊龙凯时官方编辑

慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者在病程的晚期往往表现出较差的预后,且在向晚期发展前,许多患者并未表现出明显症状。因此,中国医学科学院以及中国协和医科大学中日友好医院的研究人员将研究重心转向COPD的前期和吸烟阶段,他们发现低氧诱导因子(HIF)-3α可以通过GPx4轴抑制肺泡上皮细胞的铁死亡,从而帮助预防和治疗COPD。

生信与湿实验结合:尊龙凯时解析HIF-3α通过GPx4轴抑制肺泡上皮细胞铁死亡以防治COPD

研究团队对36例非吸烟者、吸烟者、COPD前期患者和COPD患者的外周肺组织标本进行了bulk RNA测序,并利用Mfuzz算法进行动态分析。在GSE171541和EpCAM共定位分析中探索HIF-3α的定位,采用SftpcCreert2/+R26LSL-Hif3α基因敲入小鼠和体外小分子抑制实验,深入探讨HIF-3α在COPD的病理生理作用。

通过Mfuzz算法,研究者揭示了核心群体,包括来自不同组别的肺标本。在这些样本中,研究人员观察到COPD前阶段活性氧(ROS)水平显著升高。进行bulk RNA测序后,数据分析显示出10个簇,其中簇7和簇9在COPD前期表现出明显的峰值,这一特征与人肺标本中的ROS情况一致。GO分析进一步显示簇7与氧化还原过程密切相关。

为探索HIF-3α的细胞定位,研究团队使用了GEO数据库中的scRNA-seq数据,识别出7种细胞类型。比较COPD组和对照组的HIF-3α平均表达值,结果表明虽然内皮细胞中HIF-3α表达明显,但在COPD和对照组间变化不大;而在COPD组的上皮细胞中,HIF-3α则显著下调。这一发现引导研究者对肺泡上皮细胞的HIF-3α进行深入研究。

进一步的免疫组织化学和Western Blot (WB)实验显示,COPD患者的肺组织中HIF-3α蛋白表达明显降低。通过与EpCAM共染色来确认HIF-3α在上皮细胞中的定位,结果表明HIF-3α与EpCAM在COPD肺中共定位,增强了对COPD病理生理机制的理解。

研究者选择小鼠肺泡上皮细胞进行慢病毒转染与bulk RNA测序,结果显示HIF-3α在氧化应激中起着重要作用,尤其是铁死亡的潜在机制。HIF-3α的过表达能够有效促进抗氧化因子GPx4的表达,从而抑制氧化应激引起的铁死亡。

利用小鼠模型,研究表明HIF-3α的过表达能够减缓因吸烟引起的肺功能下降,同时抑制肺泡上皮细胞的铁死亡。这一研究结果为COPD的预防和治疗提供了新的方向,表明尊龙凯时能够在现代生物医学研究中发挥积极作用,提升疾病预防与治疗的效果。

总之,HIF-3α-GPx4轴的激活显示出在COPD患者中的重要保护作用,研究结果为未来的临床应用奠定了基础,进一步强调了尊龙凯时在推动生物医学研究进展中的意义。