背景:细颗粒物(PM2.5)暴露显著促进慢性阻塞性肺疾病(COPD)的发展。然而,潜在的机制仍然没有充分阐明,并且缺乏有效的临床治疗方法。从传统中药补肺益肾方(BYF)中提取的五种生物活性成分的组合被广泛用于治疗COPD,与BYF具有生物等效性,并已被证明可以减轻由PM2.5暴露诱导的大鼠模型中的COPD恶化。
目的:探讨有效复方(ECC)减轻PM2.5暴露诱导的COPD进展中线粒体氧化应激的潜在机制。
方法:采用吸入香烟烟雾和细菌感染诱导COPD大鼠,采用全身暴露系统实时暴露于PM2.5环境。通过肺功能、病理变化、氧化应激水平和炎症水平评估ECC的治疗效果。在体外,使用PM2.5诱导的人支气管和肺泡上皮细胞(BEAS-2B和HPAEpiC)来探索ECC对抗线粒体氧化应激的潜在机制。
结果:首先,在成功建立PM2.5加重COPD大鼠模型的基础上,我们证明了ECC通过改善肺功能、减轻病理损伤、减少氧化应激和炎症,对PM2.5暴露诱导的COPD进展具有保护作用。随后,我们在体内和体外均发现,ECC对PM2.5诱导的线粒体氧化损伤、呼吸功能障碍和裂变/融合失衡的抑制作用主要是通过SIRT3激活介导的。机制上,在PM2.5影响下COPD进展过程中,SIRT3对赖氨酸残基271和290处FOXO3的去乙酰化对于ECC减轻线粒体氧化应激至关重要。
结论:本研究揭示了一种以前未被认识的机制,即ECC作为SIRT3的激动剂,为暴露于PM2.5的COPD患者提供潜在的治疗益处。