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目的:探讨气道剪应力(SS)作用下黏蛋白(MUC)5AC胞外极向分泌的主要介导机制。方法:(1)采用Cortactin-siRNA-pSilencer3.1-H1/neo表达载体转染Cortactin-siRNA抑制Cortactin功能,并用Western印迹法检测目标序列组与对照序列组的Cortactin水平,确认转染成功后进行后续实验。(2)采用节律性旋转装置模拟呼吸时气流介导的SS。该装置旋转过程中通过加速/减速交替进行的方式模拟呼吸过程中吸气/呼气对气道的牵拉作用即为剪应力。为模拟病理状态下气流对气道上皮细胞的SS作用,我们把加速/减速的时间设置为1.2s/次,30次/min。每组作用30min。(3)人支气管上皮细胞(16HBE)以5×105个细胞/孔接种在6孔硅胶培养皿上并置于37℃、5%CO2培养箱中培养,待细胞生长融合至70%左右,使用Stata软件产生随机数组随机分为5组:A组(空白对照组);B组(SS组);C组(SS+Rac-1特异性抑制剂组);D组(SS+F-actin解聚剂组);E组(SS+Cortactin-siRNA转染组);每组各设6个复孔。置于37℃、5%CO2培养箱中继续培养2h后进行相关检测。上述实验重复3次用于统计学分析。(4)分别采用酶联免疫吸附(ELISA)法测定细胞培养上清液中MUC5AC的胞外相对分泌量; Western印迹法检测Cortactin及p-Cortactin的相对水平和转染效果;激光共聚焦显微镜观察F-actin聚合情况。结果:(1)通过Western印迹法检测目标序列组与对照序列组的Cortactin相对表达水平后确认Cortactin-siRNA-pSilencer3.1-H1/neo表达载体转染成功,可用于后续实验。(2) ELISA法检测各组细胞上清液中MUC5AC水平:与A组(0.210±0.013)相比,B组(0.631±0.025)MUC5AC胞外相对分泌水平显著增加(P=0.000);与B组相比,C组、D组和E组(0.473±0.112、0.330±0.067、0.272±0.019)MUC5AC胞外相对分泌水平均明显降低(P=0.043、0.000、0.000)。(3) Western印迹法检测Cortactin及p-Cortactin的相对水平:B组Cortactin相对表达水平为(0.670±0.048),显著高于E组的(0.132±0.014)(P<0.01),但与A、C、D组的(0.641±0.016、0.622±0.012、0.653±0.027)比较差异均无统计学意义(均P>0.05);B组p-Cortactin相对表达水平为(0.582±0.067),显著高于A、C、E组的(0.131±0.011、0.393±0.045、0.170±0.016)(P=0.000、0.021、0.000),而D组(0.511±0.029)与B组差异无统计学意义(P=0.246)。(4)激光共聚焦显微镜观察F-actin聚合情况:A组几乎没有聚合状态的F-actin,表现为无丝状荧光出现;B组F-actin聚合程度高,呈平行排列、粗细均匀、长短一致的丝状荧光;C组F-actin聚合程度较B组略有减弱,丝状荧光的平行排列稍显紊乱、粗细稍欠均匀、长短不一致;D组F-actin聚合程度显著降低,丝状荧光排列紊乱,无细长的丝状荧光;E组F-actin聚合程度明显降低,丝状荧光长短不一、粗细不均、排列紊乱。结论:在气道SS作用下,通过激活Rac-1、Cortactin和F-actin而促进MUC5AC胞外极向分泌,产生黏液高分泌的病理状态。Rac-1、Cortactin和F-actin是SS作用下MUC5AC胞外极向分泌的主要介导分子。