2020年 7月，來自廣州醫(yī)科大學呼吸疾病國家重點實驗室鐘南山院士團隊的蔣義國課題組在“Environment International”上發(fā)表了文章“Circular RNA circBbs9 promotes PM2.5-induced lung inflammation in mice via NLRP3 inflammasome activation”。文章借用慢性阻塞性肺疾?。–OPD）小鼠模型作為研究對象，發(fā)現(xiàn)PM2.5通過NLRP3炎癥小體激活受circBbs9-miR-30e-5p-Adar通路調(diào)控，導致肺部炎癥并損傷。本文首次闡明了PM2.5是如何致肺損傷的生物學機制，并為評價PM2.5誘發(fā)的肺部炎癥和慢性阻塞性肺病加重提供了一個新的指標circBbs9。

在 這 篇 文 章 中，云 克 隆 慢 性 阻 塞 性 肺 病 小 鼠（Chronic obstructive pulmonary disease,COPD, DSI557Mu01）再次受到科研工作者的認可，榮登優(yōu)秀國際期刊。

研究介紹       

       暴露在直徑小于 2.5μm的細顆粒環(huán)境中或者吸收了其他附著在這些顆粒表面的有毒物質(zhì)，會產(chǎn)生許多炎性疾病。慢性阻塞性肺?。–ODP）就是其中之一。非編碼 RNA（ncRNAs）在 COPD的病理進展中起著重要的作用。并且，ncRNAs被認為是具有前景的診斷標志物和治療靶點。但是，ncRNAs 在 PM2.5 引發(fā)的COPD中的作用機制鮮有報道。環(huán)狀 RNA（circRNAs）是 ncRNAs中的一大類。最近，越來越多的研究表明，當暴露于重金屬、氧化釹和苯并芘等環(huán)境中時，circRNAs具有多種功能以及響應機制。NLRP3參與先天免疫系統(tǒng)抵抗內(nèi)源性有害物質(zhì)或環(huán)境污染物。環(huán)境污染物可以通過炎性小體 NLRP3激活誘導炎癥反應和炎癥因子釋放。在肺組織暴露于碳納米管和硅后，炎性小體 NLRP3促進 ROS的生成和炎癥因子的釋放，導致慢性肺纖維化。

       作者首先將正常的和 COPD小鼠暴露在 PM2.5環(huán)境中 3個月，使用免疫組化染色來診斷肺部損傷。比較后發(fā)現(xiàn)，小鼠暴露在 PM2.5中，肺泡壁會變厚，血管周圍可見廣泛的中性粒細胞浸潤，大量炎性細胞灶出現(xiàn)。COPD小鼠暴露PM2.5中 3個月后肺組織炎癥加重。在 PM2.5中 3個月后，所有小鼠的 IL-1β、IL-18和 TNF-ɑ的 mRNA水平均上升并且在 RAW264.7細胞中驗證結果相同。這些結果表明 PM2.5暴露在體內(nèi)外均可引起炎癥反應，增加 COPD模型小鼠的肺炎癥損傷。此外，在 PM2.5中 3個月后，所有小鼠的炎性小體 NLRP3的表達量均上升，NLRP3炎性體相關基因NLRP3、cleaved-caspase-1、IL-1β、IL-18蛋白表達水平升高，而且 COPD小鼠的炎癥反應加劇。作者認為 PM2.5引起的炎癥反應是通過炎性小體 NLPR3途徑導致的。因此，作者使用 siRNA抑制NLRP3的表達以探究 NLRP3的作用。實驗發(fā)現(xiàn) siRNA不影響 caspase-1的表達，但降低了 cleaved caspase-1和炎癥因子 IL-18和 IL-1β的含量。這些結果提示 PM2.5誘導的炎癥反應和 COPD加重過程可能通過激活炎性小體 NLRP3途徑發(fā)生的。 

       同樣，作者也分析了 circRNAs 在小鼠肺組織中的表達情況。暴露在 PM2.5 之后，COPD 小鼠中有 6718 個circRNAs上調(diào)，3543個 circRNAs下調(diào)。通過與 NLRP3通路關聯(lián)，作者選擇了 circBbs9進行后續(xù)實驗。circBbs9在COPD小鼠的肺組織和血液中均高表達，提示著 circBbs9主要參與 PM2.5誘導的 COPD加劇的過程。circBbs9定位在細胞核和細胞質(zhì)，且以細胞質(zhì)為主要部位。干擾 circBbs9后，緩解了 RAW264.7細胞中 PM2.5誘導的 NLRP3炎性小體水平的升高。并且，在 RAW264.7細胞中干擾 circBbs9后，炎性小體 NLPR3、IL-1β和 IL-18的 mRNA水平下降。超 量 表 達 circ- Bbs9 后，NLRP3 的 蛋 白 含 量 上 升，NLPR3、IL-1β和 IL-18 的 mRNA 水 平 升 高。這 些 數(shù) 據(jù) 表 明，circBbs9能夠促進 NLRP3激活。 

       作者之后探究 circBbs9是否與 miRNAs結合共同起到生物作用。通過生信分析并結合文獻報道，作者選擇了miR-30e-5p進行后續(xù)實驗。研究發(fā)現(xiàn)在小鼠肺組織和血液中，miR-30e-5p和 circBbs9的表達呈負相關。它們共同定位在細胞質(zhì)內(nèi)。作者進行了雙熒光素酶報告基因實驗，將 miR-30e-5p分別與 circ-Bbs9野生型和突變型共轉染到293T細胞中。結果發(fā)現(xiàn)，miR-30e-5p與 circBbs9野生型共轉染的熒光強度下降。作者通過體內(nèi)體外實驗均證明，miR-30e-5p參與到 circBbs9的生物學功能之中。之后，在預測的 5個 miR-30e-5p下游靶基因中，作者發(fā)現(xiàn) Adar的抑制通過 miR-30e-5p與 circBbs9的結合而減輕。 

       最后，將 miR-30e-5p 分別和 circBbs9 siRNA、超量表達 circBbs9 共轉染到 RAW264.7 中，檢測在對照組和PM2.5組中炎性小體 NLRP3相關基因的表達。結果表明，miR-30e-5p-circBbs9-Adar軸可以影響 NLRP3相關基因的表達。這些結果表明，circBbs9通過 miR-30e-5p調(diào)控 PM2.5誘導的 NLRP3炎癥小體活性和炎癥反應。

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