Ⅱ型肺泡上皮细胞线粒体DNA在矽肺纤维化中的作用机制

覃宇帆; 许商成

doi:10.11659/jjssx.02E025099

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Ⅱ型肺泡上皮细胞线粒体DNA在矽肺纤维化中的作用机制

基础研究 | 更新时间：2025-07-31

- Ⅱ型肺泡上皮细胞线粒体DNA在矽肺纤维化中的作用机制
- Mechanism of action of mitochondrial DNA in alveolar epithelial type Ⅱ cells in silicotic fibrosis
- 局解手术学杂志 2025年34卷第8期页码：657-662
- 作者机构：
  
  1.南京医科大学公共卫生学院，江苏南京 211100
  2.重庆市职业病防治院实验医学中心，重庆 400000
- 作者简介：
  
  许商成，E-mail：xushangchengmito@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(82073523)
- DOI：10.11659/jjssx.02E025099
  中图分类号： R134
- 收稿日期：2025-02-19，
  
  纸质出版日期：2025-08-25
- 稿件说明：
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覃宇帆,许商成.Ⅱ型肺泡上皮细胞线粒体DNA在矽肺纤维化中的作用机制[J].局解手术学杂志,2025,34(08):657-662.

QIN Yu-fan,XU Shang-cheng.Mechanism of action of mitochondrial DNA in alveolar epithelial type Ⅱ cells in silicotic fibrosis[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2025,34(08):657-662.
覃宇帆,许商成.Ⅱ型肺泡上皮细胞线粒体DNA在矽肺纤维化中的作用机制[J].局解手术学杂志,2025,34(08):657-662. DOI： 10.11659/jjssx.02E025099.

QIN Yu-fan,XU Shang-cheng.Mechanism of action of mitochondrial DNA in alveolar epithelial type Ⅱ cells in silicotic fibrosis[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2025,34(08):657-662. DOI： 10.11659/jjssx.02E025099.

摘要

目的

探讨Ⅱ型肺泡上皮细胞（AECⅡ）中线粒体DNA（mtDNA）在矽肺纤维化中的作用机制。

方法

本研究分为动物实验和细胞实验。动物实验：将28只C57BL/6小鼠分为生理盐水组（

=14）和矽肺模型组（

=14），采用气管灌注法分别给予50 μL无菌生理盐水和50 μL 50 mg/mL SiO

悬浮液，随后在暴露28 d和56 d后取材，HE染色和Masson染色观察小鼠肺组织病理改变，Western blot检测小鼠肺组织中功能蛋白肺表面活性蛋白-D（SP-D）、涎液化糖链抗原-6（KL-6）和促纤维化蛋白转化生长因子-β1（TGF-β1）表达水平。细胞实验：将AECⅡ细胞系A549暴露在不同浓度SiO

悬浮液中，CCK-8检测细胞活性，DAPI染色观察细胞凋亡情况，Western blot检测细胞相关蛋白表达，JC-1检测线粒体膜电位变化，RT-qPCR检测全细胞、线粒体、胞质和上清中mtDNA水平。采用DnaseⅠ清除mtDNA，并检测细胞相关蛋白表达。

结果

肺组织病理检查显示，SiO

暴露导致小鼠肺组织损伤，出现炎症细胞浸润、硅结节，胶原纤维明显增加；经SiO

暴露后，肺组织中SP-D、KL-6、TGF-β1蛋白表达上调（

0.05）。DAPI染色和CCK-8结果显示，400、800 μg/mL SiO

处理使AECⅡ活性降低，凋亡受损。JC-1检测结果显示，800 μg/mL SiO

暴露导致AECⅡ线粒体膜电位降低（

0.05）。RT-qPCR结果显示，800 μg/mL SiO

暴露导致AECⅡ胞质和上清中mtDNA水平增加（

0.05）。Western blot结果显示，800 μg/mL SiO

暴露导致SP-D、KL-6和TGF-β1蛋白水平增加（

0.05），而DnaseⅠ处理可改善这一现象。

结论

SiO

暴露导致AECⅡ mtDNA逃逸释放并引起AECⅡ功能障碍，从而导致肺纤维化的发生。

Abstract

Objective

To explore the mechanism of action of mitochondrial DNA （mtDNA） of alveolar epithelial type Ⅱ cells （AECⅡ） in silicotic fibrosis.

Methods

This study was divided into the animal experiment and cell experiment. Animal experiment： twenty-eight C57BL/6 mice were randomly divided into the saline group （

=14） and the silicosis model group （

=14），which were given 50 μL of sterile saline and 50 μL of 50 mg/mL of SiO

suspension by tracheal per

fusion respectively. HE staining and Masson staining were performed to observe the histopathological changes of mouse lung tissues after sampling with the exposure of 28 days and 56 days， and Western blot was used to detect the expression levels of functional proteins of pulmonary surfactant protein-D （SP-D）， and Krebs von den Lungen-6 （KL-6）， and fibrotic protein of transforming growth factor-β1 （TGF-β1） in mouse lung tissues. Cell experiment： AECⅡ cell line of A549 was exposed to different concentrations of SiO

suspension. CCK-8 was used to detect cell viability， DAPI staining was used to observe cell apoptosis， Western blot was used to detect related protein expression， JC-1 was used to detect the changes of mitochondrial membrane potential，and RT-qPCR was used to detect mtDNA levels in whole cells，mitochondria，cytoplasm and supernatant.The expression levels of related proteins in AECⅡ were detected by Western blot after cleared mtDNA by DnaseⅠ.

Results

Histopathological examination of lung tissues showed that SiO

exposure led to damage in mice lung tissues， with infiltration of inflammatory cell， silica nodules， and a significant increase of collagen fibers.After SiO

exposure， the protein expressions of SP-D，KL-6 and TGF-β1 in lung tissues were up-regulated （

0.05）.DAPI staining and CCK-8 results showed a reduced activity and impaired apoptosis of AECⅡ after treated with 400 and 800 μg/mL SiO

. JC-1 assay results demonstrated that exposure to 800 μg/mL SiO

caused a decrease of mitochondrial membrane potential in AECⅡ （

0.05）. RT-qPCR results showed that 800 μg/mL SiO

exposure led to increased mtDNA levels in the cytoplasm and supernatant of AECⅡ （

0.05）. Western blot results showed that 800 μg/mL SiO

exposure caused an increase in the levels of SP-D， KL-6， and TGF-β1 proteins，while which were ameliorated by DnaseⅠ treatment.

Conclusion

SiO

exposure results in the escape and release of AECⅡ mtDNA and dysfunction of AECⅡ， thereby leading to the development of pulmonary fibrosis.

关键词

Keywords

references

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