丙酸纳通过抑制 IL-17 介导的肺泡上皮细胞凋亡预防支气管肺发育不良：机制探索与潜在治疗新方向

《Scientific Reports》：Sodium propionate protects against bronchopulmonary dysplasia by inhibiting IL-17-mediated apoptosis of alveolar epithelial cells

为探究丙酸纳（SP）治疗支气管肺发育不良（BPD）的潜在机制，研究人员利用动物和细胞模型及生物信息分析开展研究。结果发现 SP 可减轻 BPD 小鼠肺泡炎症，抑制 IL-17 分泌，减少肺泡上皮细胞凋亡。这为 BPD 治疗提供了新方向。

　　支气管肺发育不良（Bronchopulmonary dysplasia，BPD）是早产儿常见的慢性肺部疾病，其发病率与新生儿死亡风险密切相关。BPD 的发病机制复杂，涉及多种因素，如炎症、氧化应激、肺泡发育受阻和血管发育异常等。目前，针对 BPD 的治疗手段有限，其发病机制仍未完全明确，这给临床治疗带来了巨大挑战。因此，探索 BPD 的发病机制和寻找有效的治疗方法迫在眉睫。

江南大学附属医院、南通大学附属江阴人民医院等机构的研究人员开展了相关研究，旨在探究丙酸纳（Sodium propionate，SP）治疗 BPD 的潜在机制。研究发现，SP 可通过抑制 IL-17 介导的肺泡上皮细胞凋亡，减轻 BPD 小鼠的肺泡炎症，改善肺泡发育，促进体重恢复。这一研究结果为 BPD 的治疗提供了新的潜在治疗策略，具有重要的临床意义。该论文发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，构建 BPD 小鼠模型，将新生 C57BL/6J 小鼠暴露于 85% O2?环境，部分小鼠腹腔注射 SP（500 mg/kg）。在分子生物学实验中，运用转录组测序分析肺组织基因表达变化，筛选差异表达基因；通过 KEGG 通路分析确定 SP 治疗 BPD 涉及的关键信号通路；采用定量实时 PCR（RT-PCR）验证基因表达。在细胞实验中，培养小鼠肺泡上皮细胞（MLE-12），进行高氧诱导和 SP 处理，运用蛋白质免疫印迹（Western blot）检测蛋白表达水平，通过流式细胞术和 TUNEL 染色分析细胞凋亡情况，并利用分子对接预测 SP 与 IL-17 的结合位点。

研究结果如下：

1. 丙酸纳改善 BPD 小鼠肺泡发育和体重增长：通过建立 BPD 小鼠模型，对肺组织进行 HE 染色，结果显示 BPD 小鼠肺泡数量减少、肺泡间隔增厚，而 SP 处理显著改善了这些情况。同时，BPD 小鼠的径向肺泡计数（RAC）降低，体重减轻，SP 处理后 RAC 增加，体重恢复，表明 SP 对改善 BPD 小鼠肺泡发育和促进体重恢复具有潜在治疗作用。
2. 转录组分析确定关键基因：对 BPD 小鼠肺组织进行转录组测序，主成分分析（PCA）显示 BPD 组与对照组、BPD 组与 SP 处理组基因表达存在显著差异。筛选出多个差异表达基因，RT-PCR 验证结果表明，MX2、MMP10、IL-11 在 BPD 组相对对照组上调，SP 处理后下调；ZMAT4 和 SEC1 在 BPD 组相对对照组下调，SP 处理后上调，说明 SP 可调节这些关键基因表达。
3. KEGG 通路分析揭示 IL-17 通路作用：KEGG 通路分析显示，BPD 组中 IL-17 信号通路显著上调，SP 处理后该通路表达明显下调。ELISA 分析表明，BPD 小鼠血浆中 IL-17A、IL-6 和 TNF-α 的分泌水平高于 SP 处理组，表明 SP 可通过调节 IL-17 通路，减少炎症细胞因子分泌，从而减轻 BPD 小鼠的炎症反应。
4. 丙酸纳减少高氧诱导的肺泡上皮细胞凋亡：体外实验中，将 MLE-12 细胞暴露于 85% O2?并给予 SP 处理，Western blot 和 mRNA 表达分析显示，高氧增加促凋亡蛋白 Caspase3、Cleaved-caspase-3 和 Bax 表达，降低抗凋亡蛋白 Bcl2 表达，SP 处理则逆转了这一趋势。流式细胞术和 TUNEL 染色结果也表明，SP 有效减少了高氧诱导的肺泡上皮细胞凋亡。
5. IL-17A 敲低对丙酸纳干预的影响：在细胞模型中敲低 IL-17A，结果显示敲低后细胞中 BAX、Caspase3 和 Cleaved-Caspase3 表达降低，细胞凋亡减少。分子对接发现 SP 与 IL-17 存在结合位点，提示 SP 可能通过与 IL-17 结合发挥作用。

研究结论和讨论部分指出，BPD 的发病与炎症、肺泡发育受阻和血管发育异常密切相关。SP 对 BPD 具有显著的保护作用，其治疗效果可能归因于对 IL-17 信号通路的调节，抑制肺泡上皮细胞凋亡，减轻炎症反应。此外，MMP10、MX2、IL-11、ZMAT4 和 SEC1 是与 SP 治疗 BPD 机制相关的关键基因。然而，SP 治疗 BPD 的具体机制仍需进一步验证，IL-17 也并非 SP 发挥作用的唯一途径，后续研究可对此展开更深入探索。该研究为 BPD 的治疗提供了新的理论依据和潜在治疗靶点，有助于推动 BPD 治疗领域的发展，对改善早产儿健康状况具有重要意义。