Yes相关蛋白(YAP)介导的肺内皮年龄依赖性炎症信号通路在急性肺损伤中的作用机制

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LUNG CELLULAR AND MOLECULAR PHYSIOLOGY 3.5

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  本研究揭示Yes相关蛋白(YAP)在肺炎诱导的急性肺损伤(ALI)中呈现年龄依赖性表达模式:成年小鼠肺内皮YAP表达显著上调,通过促进核因子κB(NF-κB)核转位加剧炎症反应;而幼鼠则缺乏此通路。该发现为解释儿童急性呼吸窘迫综合征(PARDS)预后优于成人ARDS提供了新机制,为年龄特异性治疗策略开发奠定基础。

  

年龄差异下的肺损伤机制:YAP-NF-κB轴的关键作用

急性肺损伤(ALI)引发的呼吸窘迫综合征在儿童与成人患者中呈现显著差异:成人死亡率是儿童的两倍。这种年龄依赖性差异背后的分子机制一直未明。最新研究揭示了Yes相关蛋白(YAP)在肺内皮细胞中的关键调控作用,为理解不同年龄群体的疾病进程提供了全新视角。

差异性的损伤反应

实验采用21-24日龄幼鼠和8-10周龄成年鼠建立假单胞菌(P. aeruginosa)肺炎模型。24小时后评估显示,成年组支气管肺泡灌洗液(BAL)中蛋白含量、细胞总数、中性粒细胞(PMNs)、白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平均显著高于幼鼠组。更值得注意的是,成年鼠出现明显低氧血症(SpO2下降),而幼鼠基本保持正常氧合状态。这些结果完美模拟了临床观察到的年龄差异现象。

YAP的年龄依赖性表达

蛋白质印迹分析揭示出惊人差异:成年鼠肺组织在感染后,胞浆和核内YAP蛋白表达均显著增加;而幼鼠则呈现YAP表达下降趋势。这种差异具有细胞特异性——内皮细胞富集实验证实,YAP上调仅发生在成年鼠肺内皮细胞,上皮细胞和白细胞中未见明显变化。有趣的是,Yap1 mRNA在两组中均下降,提示存在转录后调控机制。

基因干预验证因果关系

通过尾静脉注射YAP特异性siRNA,成功将成年鼠肺YAP表达降低80%。这种干预显著改善了炎症指标:BAL细胞总数减少45%,IL-6水平下降60%,同时SpO2恢复正常范围。然而,肺水肿参数(EVLW)未见改善,暗示YAP主要调控炎症而非屏障功能。

转录组学的深度解析

肺内皮细胞RNA测序显示:成年鼠对感染的反应涉及966个基因上调和1474个基因下调,远超过幼鼠的反应幅度。通路分析突出显示,成年鼠特异性激活了TNF-α-NF-κB信号轴(Klf9、Cdkn1a等21个基因显著上调),而幼鼠则更倾向于干扰素γ(IFN-γ)通路应答(Cxcl10、Stat1等31个基因激活)。这种差异可能解释了临床观察到的年龄相关预后差异。

分子机制的精细刻画

免疫印迹证实,成年鼠肺组织中NF-κB p65亚基在感染后发生显著核转位——核内含量增加3倍,胞浆相应减少。YAP敲除实验逆转了这一现象:NF-κB在胞浆蓄积,核内水平降低。这表明YAP通过促进NF-κB核转位来放大炎症反应,这一机制在幼鼠中基本缺失。

治疗启示与展望

研究发现颠覆了既往认知:在直接肺部感染模型中,YAP表现出促炎作用,与机械通气等间接损伤模型中的保护作用形成鲜明对比。这种"情境依赖性"提示,靶向YAP的治疗策略需要根据损伤类型和患者年龄进行精确调整。此外,发现的IFN-γ通路年龄差异也为解释儿童COVID-19较好预后提供了新线索。

该研究不仅阐明了肺损伤年龄差异的核心机制,更开辟了精准医学新路径——未来或可开发针对不同年龄患者的YAP调节剂,实现"量体裁衣"式的ARDS治疗。随着单细胞测序等技术的应用,这一领域有望取得更多突破性进展。

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