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第一部分KIF3A在哮喘小鼠气道中的表达及与气道炎症的相关研究目的:构建小鼠哮喘模型,检测KIF3A在哮喘小鼠气道中的表达及其与气道炎症的相关性。方法:1)选取20只雌性6~8周龄C57BL/6小鼠建立哮喘模型,随机分为哮喘组与对照组(n=10)。哮喘组(Asthma组)小鼠用屋尘螨(house dust mite,HDM)致敏并激发建立哮喘模型,对照组(Control组)用磷酸盐缓冲液(phosphate buffer solution,PBS)代替。2)于末次激发后24h内行有创肺功能检测气道高反应性(airway hyperresponsiveness,AHR),灌取支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)行细胞总计数和分类计数,肺组织行苏木素-伊红(HE)染色观察炎症细胞浸润情况来验证小鼠哮喘模型构建成功;Western blot和免疫组化(immunohistochemistry,IHC)检测两组小鼠KIF3A的表达;3)使用携带KIF3A基因的腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)转染小鼠构建KIF3A过表达组(AAV-KIF3A组),用阴性对照病毒(AAV-control)感染小鼠构建AAV-CON组,Western blot和RT-PCR(reverse transcriptase-polymerase chain reaction)检验KIF3A表达水平;4)KIF3A过表达建立成功后,同样方法构建哮喘模型即AAV-KIF3A+HDM组和AAV-CON+HDM组,以及在上述哮喘模型构建基础上于HDM致敏完成后连续15天给予ICG-001 5mg/(kg·只)建立HDM+ICG-001组;HE染色观察各组肺组织炎症浸润情况,Western blot检测KIF3A和β-catenin蛋白表达量,RT-PCR检测KIF3A和β-catenin的表达水平。结果:1)小鼠哮喘模型构建成功,Asthma组的AHR、BALF细胞总计数和分类计数、HE染色见炎症细胞浸润情况均比Control组显著增加,Western blot和IHC的结果均显示Asthma组KIF3A表达水平比Control组明显降低;2)AAV转染小鼠过表达KIF3A模型构建成功,Western blot和RT-PCR的结果均显示AAV-KIF3A组KIF3A表达水平较AAV-CON组明显增高;3)HE染色发现AAV-KIF3A+HDM组和HDM+ICG-001组炎症浸润情况较对照组减轻;Western blot结果显示AAV-CON+HDM组KIF3A蛋白水平较AAV-KIF3A+HDM组下降明显,HDM+ICG-001组KIF3A蛋白水平较Asthma组无明显差异;而Western blot显示的β-catenin蛋白水平中,Asthma组较Control组明显升高,AAV-CON+HDM组较AAV-KIF3A+HDM组显著增高,ICG-001+HDM组则表达最低;RT-PCR检测结果显示KIF3A和β-catenin表达水平与Western blot结果相对应。结论:KIF3A在哮喘小鼠模型中呈低表达,且过表达KIF3A可减轻肺组织的炎症浸润情况,这些结果说明KIF3A与哮喘有一定的相关性,可能是通过依赖β-catenin的Wnt信号通路发挥作用,但具体机制仍需进一步研究。第二部分KIF3A基因与哮喘气道炎症的相关机制研究目的:研究KIF3A基因参与哮喘气道炎症调控的可能机制,为哮喘治疗提供新的靶点和思路。方法:1)在体外分别用PBS和HDM干预人支气管上皮细胞16HBE,Western blot和RT-PCR检测KIF3A的表达;2)用慢病毒(Lentivirus,LV)感染16HBE,构建含有KIF3A过表达的组(LV-KIF3A-45894-J2,LV-KIF3A)和RNA干扰序列的慢病毒载体组(LV-KIF3A-RNAi-81183-1,RNAi),用含有空载的慢病毒和阴性对照序列的慢病毒载体作为对照,分别感染16HBE,Western blot和RT-PCR鉴定KIF3A是否过表达和敲低;3)免疫共沉淀检测LV-KIF3A组中KIF3A与β-arrestin的结合,4)同时Western blot和RT-PCR检测各组细胞β-catenin的表达水平,5)RT-PCR检测KIF3A基因差异表达对趋化因子CCL-17和CCL-26表达的影响。结果:1)HDM干预16HBE后的KIF3A蛋白和m RNA表达水平较对照组有下降趋势,但无统计学差异(P>0.05);2)慢病毒载体感染16HBE 72h且经流式分选绿色荧光阳性细胞后,RT-PCR和Western blot结果显示LV-KIF3A组和RNAi组的KIF3A蛋白和m RNA表达分别增多(P<0.05)和下降(P<0.05);3)免疫共沉淀证实KIF3A与β-arrestin相结合;4)LV-KIF3A组和RNAi组的β-catenin蛋白总量无明显差异;与对照组相比,RNAi组的β-catenin m RNA表达显著下降(P<0.0001),LV-KIF3A组则无统计学差异;5)RT-PCR结果显示,与对照组相比,RNAi组的趋化因子CCL-17和CCL-26的m RNA水平增加(P<0.001),LV-KIF3A组则降低(P<0.05)。结论:KIF3A与Wnt/β-catenin通路中的β-arrestin结合,通过调节趋化因子CCL-17和CCL-26的表达而参与哮喘气道上皮炎症的调控。