Upregulation平滑肌Rho-kinase蛋白表达在人类哮喘
- Lu Wang哥伦比亚大学心肺创新中心圣保罗医院Burrard街1081号,Rm 166 BC,加拿大,温哥华V6Z 1日元。电子邮件:lu.wang在{}hli.ubc.ca
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一个重要的表型变化与人类哮喘:Rho-kinase两亚型的蛋白表达,ROCK1 ROCK2,增加少血管平滑肌的气管和肺血管http://bit.ly/2pPfyxH
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哮喘病患者缺乏bronchodilatory应对深吸气时被认为是部分由于减少气道扩张性(1,2),可能引起的气管平滑肌的增加(ASM)语气和刚度3]。Rho-kinase(岩石)众所周知,扮演一个角色在调节ASM基调(4和ASM细胞骨架刚度5]。
岩石是涉及范围广泛的疾病,如高血压、动脉硬化和脊髓损伤6]。在肺动脉高压(7和吸烟者8),蛋白表达ROCK1和ROCK2是血管和肺组织中显著增加。岩石中起着至关重要的作用在血管生成调节内皮细胞迁移和粘附通过肌动球蛋白交互和肌动蛋白重组计划,并作为mechano-transducer整合素和细胞骨架之间。摇滚也可以上调pro-angiogenic因素在周围non-endothelial细胞维持血管生成微环境(9]。血管新生微血管的支气管哮喘的病理的一个特征(10),与一个增广的血管内皮生长因子水平,这已被证明是发布的ASM机械应变(11),如发生在哮喘急性加重的压力。摇滚表达升高血管可能进一步导致asthma-associated血管生成。当岩石是抑制药物(12]或淘汰基因(13),是废除和ASM被动刚度降低气道高反应3]。岩石的蛋白表达增加哮喘ASM可能导致夸大了ASM收缩和更严格的航空公司。然而,迄今还没有报告蛋白表达的岩石是否增加哮喘患者的气道。在这里,我们报告的表达ROCK1和ROCK2增加ASM和肺血管在人类哮喘。
年龄non-asthmatic捐赠和人类肺部哮喘研究同意通过国际研究所的医学的进步是使用英属哥伦比亚大学的批准和圣保罗医院普罗维登斯医疗伦理委员会。哮喘的诊断是基于病人的医疗记录。蛋白表达的岩石亚型是量化免疫组织化学formalin-fixed石蜡包埋部分从气管,主支气管和实质组织源自pre-inflated肺。在BOND-RX标准免疫组织化学程序进行自动免疫染色机(徕卡生物系统,和谐、加拿大)。ROCK1和ROCK2亚型检测分别由相应的声望的兔多克隆抗体抗体系列(西格玛奥德里奇,圣路易斯,密苏里州,美国)在优化浓度:分别为1:10 0和1∶。信号被检测到biotin-free,高分子碱性磷酸酶(美联社)链接器抗体BOND-RX共轭系统优化。衬底色原,快红,确定antibody-antigen复杂通过一个红色沉淀。苏木精复染色允许可视化的细胞核(蓝色)。幻灯片进行扫描以Aperio ScanScope XT明视场扫描仪(徕卡生物系统),它允许的最大放大40×,提供0.25微米·像素的分辨率1。使用一个图像浏览器(Aperio透视仪,徕卡生物系统),ASM和每个气道上皮细胞,每个血管嵌入在肺实质,以及每个整体部分(不区分组织类型),被小心翼翼地包围感兴趣的区域(ROI)。由于最大扫描仪分辨率有限,我们量化血管岩石表达内皮细胞和血管平滑肌层作为一个整体。颜色分割算法被设计和应用到ROI检测阳性染色。非特异性染色从消极的幻灯片,量化主要抗体被省略,减去总染色强度。
四个科目与吸烟史(每组两个)和一个病人诊断为高血压(non-asthma)被排除在分析,导致八non-asthmatic(六男两女,所有没有呼吸道疾病或药物)和7个哮喘受试者(三男四女;两个有轻微,两个严重和三个致命哮喘)。non-asthmatic组28.4±14.9岁(平均±sd);哮喘组23.3±9.2岁。轻度哮喘患者没有使用药物之一,另一个是Adderall注意缺陷多动障碍。日常使用的所有严重和致命哮喘患者吸入器含有类固醇和支气管扩张剂。此外,严重的哮喘使用止痛药使用羟考酮和致命的哮喘过敏针和仙特明。从初步的测试控制样本,平均染色强度的标准偏差为20%。假设35%的差异从控制哮喘患者将会是一个生物学上有意义的差异,计算得到权力的最小样本量7检测不同功率为0.8(α= 0.05)。我们第一次评估non-asthmatics同种型分布。在ASM和上皮我们执行双向方差分析,使用同种型和位置(气管、支气管和少航空)两个因素。在整个血管和肺的章节中,我们进行t检测亚型之间的区别。 We then investigated whether ROCK expression was altered in asthmatics. In ASM and epithelium we performed two-way ANOVA using disease and location as the two factors. We performed t-tests to detect differences between asthma and non-asthma in blood vessels and whole lung sections.
岩石蛋白表达所示图1在任意单位,染色强度与定义的透视仪软件,单位面积。ROCK1染色的颜色分割图像的例子在航空公司和岩石染色血管所示图1一个分别和d。两亚型表达的气管和支气管的大量比少航空ASM (p < 0.001)和上皮(p < 0.001)。ROCK2染色不到ROCK1 (ASM: p < 0.001,血管:p = 0.05)。ROCK1没有区别和ROCK2上皮(p = 0.539)。ROCK2染色不到ROCK1在整个肺部分(p = 0.008)。比较non-asthmatics岩石表达式和哮喘患者时,我们发现哮喘患者在ASM ROCK1显著增加(p = 0.041)和ROCK2 (p = 0.008) (图1 b)。ROCK1的增加发生在少航空公司(p < 0.001),而支气管ROCK2增加(p = 0.015)和少航空(p = 0.021)。无论是同种型增加气管(ROCK1: p = 0.791, ROCK2: p = 0.958)。在哮喘上皮(图1 c),无论是同种型显著增加(ROCK1: p = 0.764, ROCK2: p = 0.706)。在肺血管(图1 d),两个ROCK1 (p = 0.017)和ROCK2 (p = 0.014)在哮喘显著增加。ROCK1 (p = 0.003)和ROCK2 (p = 0.044)在整个肺部分哮喘患者显著增加。
据我们所知,这是第一个证据在人类哮喘,少气道岩石的蛋白表达水平升高,vascular-smooth肌肉,但不是在气管平滑肌。这是在协议与我们先前的观察(14],普遍缺乏在ASM力学性能差异的气管哮喘患者和non-asthmatic控制。使用气管代表所有航空公司都可能部分基础不一致在文献中关于哮喘ASM non-asthmatics本质上是不同的。当岩石发现增加,我们最近报道15]RhoA / ROCK-inhibiting蛋白质,p116把,少航空公司在减少哮喘,导致增加di-phosphorylation肌球蛋白轻链,这可以解释观察到的肌球蛋白丝稳定增加ASM [5]。在一起,减少p116把和岩石,增加与减少肌球蛋白轻链磷酸酶作用,标志着一个未知的表现型ASM的哮喘。
虽然功能解剖ROCK1差异的后果与ROCK2哮喘的表情仍是理解,调节岩石表达人类哮喘气道和血管平滑肌可以是一个重要的表型变化相关的疾病。我们的发现支持开发的岩石抑制剂用于治疗哮喘。
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脚注
利益冲突:l .王赠款从加拿大卫生研究院的研究报道,加拿大自然科学和工程研究理事会和不列颠哥伦比亚省肺脏协会,在进行这项研究的。
利益冲突:p . Chitano赠款从加拿大卫生研究院的研究报道,加拿大自然科学和工程研究理事会和不列颠哥伦比亚省肺脏协会,在进行这项研究的。
利益冲突:下削减拨款从加拿大卫生研究院的研究报道,加拿大自然科学和工程研究理事会和不列颠哥伦比亚省肺脏协会,在进行这项研究的。
利益冲突:C.Y. ?萧和赠款从加拿大卫生研究院的研究报道,加拿大自然科学和工程研究理事会和不列颠哥伦比亚省肺脏协会,在进行这项研究的。
支持声明:这项工作是由加拿大卫生研究院的研究中,加拿大自然科学和工程研究委员会,英国哥伦比亚肺脏协会。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
- 收到了2019年9月11日。
- 接受2019年11月4日。
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