昼夜节律时钟相关蛋白PER2的缺失会通过Wnt/β-连环蛋白信号通路加剧气道上皮的重塑过程

《Respiratory Research》：The circadian clock component PER2 deficiency aggravates airway epithelial remodeling through Wnt/β-catenin signaling pathway

PER2抑制哮喘气道重塑中EMT及Wnt/β-catenin通路的作用机制研究。通过基因敲除小鼠和细胞实验发现PER2缺失加剧气道高反应性、炎症及纤维化，其机制与Wnt/β-catenin激活相关；过表达PER2可抑制TGF-β1诱导的EMT和迁移，并部分逆转SKL2001的激活效应，同时褪黑素通过上调PER2发挥治疗作用。

　　

摘要

背景

上皮-间充质转化（EMT）是哮喘中气道重塑的关键病理机制。然而，昼夜节律钟成分PER2在哮喘相关气道重塑中的作用仍不清楚。

目的

本研究旨在探讨昼夜节律钟成分PER2在哮喘中EMT发病机制中的作用，并阐明其潜在的分子机制。

方法

利用公共数据库的数据，检测了气道上皮细胞中PER2的表达情况以及PER2与肺功能之间的关联。通过给予卵清蛋白（OVA）诱导野生型（WT）和Per2敲除（Per2?/?）小鼠建立哮喘模型，评估了气道高反应性（AHR）、炎症、黏液产生、纤维化及EMT相关标志物。人类支气管上皮细胞（BEAS-2B）在TGF-β1的作用下被诱导发生EMT，随后过表达PER2。研究方法包括RNA测序、Western blot、免疫荧光和功能迁移实验。同时使用Wnt/β-连环蛋白激动剂SKL2001来恢复相关表型。体内也研究了褪黑素的作用。

结果

生物信息学和临床数据表明，PER2是哮喘中一个关键下调的昼夜节律基因，其与肺功能受损相关。与暴露于OVA的WT小鼠相比，Per2?/?小鼠表现出更严重的AHR、气道炎症、黏液过度分泌、上皮下纤维化以及更强的EMT标志物表达。RNA测序和通路分析显示，PER2缺乏会激活Wnt/β-连环蛋白通路。体外实验中，TGF-β1可下调PER2的表达；在细胞中过表达PER2可抑制TGF-β1诱导的EMT和细胞迁移，并抑制Wnt/β-连环蛋白信号通路激活。PER2的保护作用部分被β-连环蛋白激动剂SKL2001所逆转。最后，褪黑素通过上调PER2的表达缓解了OVA诱导的EMT。

结论

本研究表明，昼夜节律钟成分PER2通过抑制Wnt/β-连环蛋白通路在抑制哮喘中的气道重塑方面起着关键的保护作用。此外，褪黑素通过上调PER2发挥其治疗效果。针对PER2可能成为缓解哮喘气道重塑的新治疗策略。