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总还原性谷胱甘肽(GSH),主要的肺抗氧化剂,在哮喘患者中增加,在一些研究中,也发现氧化性谷胱甘肽(GSSG)的数量增加。此外,调节谷胱甘肽氧化还原循环的酶在哮喘患者中也发生了改变(综述见[1])。
谷胱甘肽与其氧化还原循环伙伴可维持蛋白质硫醇的还原状态,这可通过清除氧化剂或通过谷胱甘肽与蛋白质硫醇的共价可逆结合来实现。后者发生在生理条件下,是由轻度氧化应激诱导而成的年代- 乙醇化酶(pssg)[2].PSSG保护来自不可逆氧化的靶向硫醇,可以调节蛋白质功能。在哮喘中具有显着的相关性,通过PSSG激活Serca(Sarco /内质网钙ATP酶),增加平滑肌弛豫,RYR(ryanodine受体)钙通道的PSSG与抗障碍有关。关于炎症,核因子-κB和活化剂蛋白-1受到PSSG的负面影响(审查[2])。
GSH可以通过谷氨酸(GRX)从蛋白质中除去,这恢复了PSSG靶向的蛋白质的功能[2].GRX1同种型定位到细胞溶胶和GRX2至线粒体和细胞核。GRX1还可以降低低分子量二硫化,因此,具有功能性重要二硫键的蛋白质也可能受Gx1改变的影响。
相对于损伤性氧化和谷胱甘肽的测量,PSSG和Grx在肺部疾病中很少被研究,而且从未同时被研究。在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中,grx1阳性肺泡巨噬细胞与1 s用力呼气量(FEV)呈负相关1),痰中Grx1水平在加重期间升高[3.].在过敏气道疾病的小鼠模型中,我们发现GRX1的表达和活动增加了[4].
鉴于氧化应激在哮喘发病机制中的重要作用以及GSH稳态在其中的关键作用,我们开展了一项研究,评估33名哮喘患者和9名健康对照(表格1).
通过吸入高渗盐水,通过蛋白质印迹分析上清液中的高渗盐水和GRX1诱导。为了确定Pssg含量,使用1%硼氢化钠从痰上清液蛋白颗粒中除去GSH,使用Ellman的试剂GSSG还原酶再循环方法量化GSH。
从3名健康对照和3名哮喘患者的支气管镜检查中分离的纤毛上皮细胞中提取RNA。采用Grx1、Grx2和戊二醛磷酸脱氢酶引物进行定量PCR。相对量采用比较阈值循环法计算。
哮喘患者痰中Grx1蛋白水平明显高于对照组(图1).有趣的是,在32%的患者中观察到GRX1以下的额外带。GRX2无法察觉。与GRX1的功能一致,在哮喘效果中PSSG水平显着降低,与GRX1呈负相关(r = 0.518,p = 0.001)。
然后,我们将哮喘分为嗜酸性,中性粒细胞,幼氢细胞或基于痰嗜酸性粒细胞百分比的公布值[5]和我们临床建立的中性粒细胞内部参考值76%,因为Grx/PSSG和炎症之间已经观察到复杂的关系。15例为嗜酸性粒细胞,8例为中性粒细胞,10例为少粒细胞,无混合型。肺功能、哮喘控制和生活质量在细胞表型之间没有差异。Grx1蛋白水平在嗜酸性粒细胞和粒细胞缺乏症患者中特异性升高,而在嗜中性粒细胞哮喘患者中没有。与健康对照组相比,仅嗜酸性和嗜中性哮喘患者PSSG水平降低。然后我们评估了诱导痰中总和分化细胞百分比的相关性。总细胞数与Grx1呈正相关(r=0.425, p=0.006),与PSSG呈负相关(r= -0.632, p<0.001)。在整个研究人群和哮喘患者中,PSSG水平与上皮细胞(r=0.601, p<0.001)、鳞状细胞(r=0.355, p=0.025)和淋巴细胞百分比(r=0.362, p=0.022)正相关,与活细胞百分比(r= -0.441, p=0.004)负相关。Grx1痰液水平与特定的痰细胞类型无关。由于我们在小鼠过敏性气道疾病模型中证实了Grx1在气道上皮细胞中的表达增加,我们研究了从哮喘患者和对照组获得的原代支气管上皮细胞中Grx mRNA的表达。 A higher level of Grx1 mRNA expression was indeed present in epithelial cells isolated from asthmatics compared with cells isolated from controls. Grx2 mRNA levels were not different.
哮喘患者诱导痰中Grx1蛋白水平的升高可能是肺对氧化应激的保护性反应的一部分。增强细胞外Grx1可以直接增加游离GSH,而不是通过γ-谷氨酰半胱氨酸连接酶的转录上调。蛋白质硫醇可以恢复到它们的还原状态,这是不太可能的,因为在哮喘中GSH/GSSG比率没有增加[1].或者,失去这种保护性修饰会使蛋白质容易受到破坏性氧化的影响。羰基白蛋白和α1-抗胰蛋白酶确实在哮喘患者的痰中检测到[6].
在人肺中,GRX1主要在巨噬细胞和上皮细胞中进行了证明[7].这里,Grx1的水平与诱导痰中的巨噬细胞百分比没有相关性,但与对照组相比,哮喘患者的原代支气管上皮细胞中Grx1 mRNA的表达水平更高,这使得支气管上皮细胞成为痰中Grx1最可能的来源。此外,在体外研究表明,Grx1在培养上清液中反映了表达谱[8],并且可能涉及活跃的非化学分泌。
在本研究中,我们还发现哮喘患者的痰中PSSG水平显著降低,特别是在两种炎症表型中。然而,与嗜酸性粒细胞或嗜中性粒细胞的百分比没有相关性。这与之前观察到的中性粒细胞中缺乏PSSG反应性是一致的[9].尽管痰中的上皮细胞可能与通过刷牙分离的Grx1不同,但痰中上皮细胞作为Grx1来源的可能性与痰中上皮细胞与PSSG的阳性关系相反。这些数据表明,PSSG不仅受Grx1水平的影响,可能还受与肺部炎症状态相关的氧化应激的影响。抗炎治疗与PSSG或Grx1水平无关。
重要的是,FEV.1%与整个研究组的痰中Grx1水平呈负相关(r= -0.314, p=0.04),与PSSG呈正相关(r=0.336, p=0.032)。当将分析限制到所有哮喘患者时,这些相关性并不显著。然而,嗜酸性哮喘患者的Grx1仍与FEV特异地呈负相关1%pred(r = -0.532,p = 0.04)和pssg与fev相关1中性粒乳患者的%pred(r = 0.750,p = 0.05)。
因此,更好的肺功能与诱导的痰液中的较低GRX1和更高的PSSG水平相关联。相反,在COPD中,肺组织中的GRX1阳性巨噬细胞与FEV正相关1,虽然没有关于pssg的信息[3.].在这里,我们缺乏关于特定细胞类型的PSSG的信息,并且很难将这些发现推断到肺组织的Grx/PSSG轴。
除与FEV呈正相关外1在嗜中性哮喘患者中,PSSG也与哮喘对照问卷评估(R = -0.750,P = 0.05)评估的这种表型中的疾病控制程度负相关。因此,痰Pss与中性嗜嗜中性哮喘相关并与疾病对照相关联。
除了研究mRNA和蛋白质水平的改变外,经典翻译后修饰和通用抗氧化剂外,这些数据表明,应进一步调查与哮喘相关的PSSG,因为它们可以在病理生理学中发挥关键作用,并且可能是治疗,以来GRX / PSSG改变作为疾病的原因或后果与临床表现有关。
脚注
支持声明
该研究由NUTRIM支持,由NWO/ZonMW(016.086.090)授予n.l Reynaert和IUAP P6/35,由比利时联邦政府支持。
兴趣表
ym.w. Janssen-Heininger和C.G. Irvin的兴趣声明可在以下网站找到www.www.qdcxjkg.com/site/misc/statements.xhtml.
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