吸入气管内雾化脂多糖致急性肺损伤小鼠肺组织转录组分析

作者：王佳新; 徐耀迪; 郑鑫; 陈旭昕; 张春阳; 王凡; 丁毅伟; 肖漓^*; 韩志海^*

来源：解放军医学院学报, 2023, 44(06): 668-677.

• 急性肺损伤
• 转录组
• 气管内雾化
• 差异性基因
• 小鼠动物模型

背景 急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是危重症医学和基础医学研究重要的关注焦点。明确ALI时关键损伤机制及差异性基因的变化，对探究ALI的发生发展至关重要。目的 研究气管内雾化脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)致ALI小鼠肺组织的转录组基因谱变化，探索ALI潜在损伤机制及治疗靶点。方法 36只小鼠随机分为对照组和气管内雾化LPS组(时间分为致伤后6 h、12 h、24 h，每组各9只)。实验组给予气管内雾化50μL的LPS 15 mg/kg，对照组给予气管内雾化等体积0.9%氯化钠注射液。比较组间组织病理学、病理损伤评分及肺系数变化，检测肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)及血清中肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6 (interleukin-6,IL-6)、单核细胞趋化蛋白-1 (monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)等水平。肺组织行转录组测序，寻找差异基因，并对上调、下调基因分别进行GO和KEGG富集分析，对持续性改变的差异基因进行GO功能富集整合及共表达网络分析。结果 与对照组相比，吸入气管内雾化LPS后小鼠肺组织炎症细胞浸润、水肿加重伴出血，肺损伤评分及肺系数评分逐渐增高，24 h时损伤最严重；TNF-α、IL-6、MCP-1的表达均显著升高(P<0.01),BALF与血浆中表达存在一定差异；转录组学提示12 h组上调基因1 545个、下调基因1 670个，24 h组上调基因1 312个、下调基因1 139个。KEGG富集分析显示差异基因涉及炎症反应、遗传信息调控、信号转导等通路，GO富集分析显示差异基因集中在细胞因子生成及免疫反应调控、白细胞的免疫介导及免疫调节、白细胞迁移(上调基因)，以及血液循环、信号传导、神经突触、肌肉收缩等(下调基因)。PPI分析提示持续性上调的关键基因包括Tnf、IL-1β、Ifn-γ、Ccl2、Ccl5、Nod2、Tlr2、Lgals9。而持续性下调的关键基因包括Cav1、Sulf1、Sox4、Tgf、Apoe、Tek。结论 气管内雾化LPS 12 h建立稳定、可靠的小鼠急性肺损伤模型。Tnf、IL-1β、Ifn-γ、Ccl2、Ccl5、Nod2、Tlr2、Lgals9等关键基因可能是ALI中免疫与炎症反应中的关键调节因子和靶基因。

• 单位
  解放军总医院