摘要
目的:维生素A(VitaminA,VA)水平与儿童呼吸系统感染关系密切,且VA能够促进呼吸道上皮细胞增殖、分化,但作用机制尚不明确。本研究旨在探索VA对正常或给予脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激的人主支气管上皮细胞的作用,以及是否通过调节线粒体功能影响细胞代谢,参与儿童呼吸道感染疾病。 方法:采用CCK-8法检测VA和LPS对正常人主支气管上皮细胞(Normalhumantrachealepithelialcell,HNTEC)增殖及毒性的影响,确定VA及LPS处理浓度。VA处理HNTEC细胞分组:对照组、0.1mg/LVA组、0.5mg/LVA组、2mg/LVA组;VA处理给予LPS刺激的HNTEC细胞分组:对照组、LPS组、0.1mg/LVA+LPS组、0.5mg/LVA+LPS组、2mg/LVA+LPS组。采用CCK-8法检测VA对给予LPS刺激的细胞存活率影响。采用细胞能量代谢仪检测VA对细胞线粒体有氧代谢的影响;采用qPCR分析VA处理正常/给予LPS刺激的细胞线粒体自噬相关基因p62、LC3B、PINK1的表达及线粒体DNA拷贝数水平;采用流式细胞术、WesternBlot检测VA处理后给予LPS刺激的细胞线粒体膜电位变化、细胞凋亡情况及线粒体自噬相关蛋白LC3B、抗凋亡蛋白Bcl2的表达水平。 结果:(1)VA处理浓度为0.1mg/L、0.5mg/L、2mg/L,LPS处理浓度为200μg/mL。(2)在VA处理后经LPS刺激24h的HNTEC细胞,发现随着VA浓度的增加细胞存活率升高;在48h,2mg/LVA+LPS组细胞存活率出现降低。与对照组相比,经VA处理24h和48h的HNTEC细胞,0.1mg/LVA组和0.5mg/LVA组ATP生成量、最大呼吸潜能及质子漏有升高趋势,而在2mg/LVA组,上述指标均有降低趋势。(3)与LPS组相比,在VA处理后经LPS刺激24h和48h的HNTEC细胞,VA处理组细胞线粒体膜电位降低的细胞百分比增多,且随着VA浓度的增加而升高(P<0.05)。与对照组相比,经VA处理24h的HNTEC细胞,p62表达水平和线粒体DNA拷贝数升高且随着VA浓度的增加而增高(P<0.05);在48h,p62表达水平显著升高(P<0.001),但2mg/LVA组p62表达水平较0.5mg/LVA组有所降低(P<0.05),LC3B表达水平仅在2mg/LVA组降低(P<0.01),线粒体DNA拷贝数在0.1mg/LVA组增加(P<0.05)。与LPS组相比,在VA处理后给予LPS刺激24h的HNTEC细胞,PINK1表达水平在0.1mg/LVA+LPS组及0.5mg/LVA+LPS组降低(P<0.05),线粒体DNA拷贝数在0.1mg/LVA+LPS组增加(P<0.05);在48h,VA处理组PINK1表达水平有降低趋势,LC3B基因和蛋白的表达都随VA浓度的增加而降低(P<0.05),线粒体DNA拷贝数仅在0.5mg/LVA+LPS组增加(P<0.001)。(4)与LPS组相比,在VA处理后经LPS刺激24h的HNTEC细胞,VA处理组Bcl2表达增加(P<0.001);在48h,Bcl2表达仅在0.1mg/LVA+LPS组有增加趋势。VA处理组细胞凋亡率降低,其中0.1mg/LVA+LPS组早凋细胞最少,0.5mg/LVA+LPS组晚凋细胞最少(P<0.05),但在2mg/LVA+LPS组,凋亡率较其他VA浓度组增加。 结论:VA可以通过调节线粒体功能及数量影响人支气管上皮细胞代谢,在呼吸道细胞抗感染过程中发挥一定的保护作用。