ITIH4調控急性呼吸窘迫症候群之第二型肺泡上皮細胞Hippo pathway與細胞凋亡之角色

背景：急性呼吸窘迫症候群(ARDS)為臨床常見之呼吸道疾病，其病因為瀰漫性肺泡及微血管受損使上皮細胞通透性增加。臨床上表徵為肺內死腔及分流增加、肺順應性下降等現象，進而氧合狀況降低造成呼吸窘迫。ITIH4是一種發抗炎蛋白，具有抗細胞凋亡和基質穩定的功能。然而，ITIH4在肺部疾病中的角色及其潛在機轉仍有許多待研究之處。
目的：本研究旨在探討ITIH4透過Hippo pathway調控ARDS中第2型肺泡上皮細胞凋亡的作用。
方法：本研究利用人類的第二型肺泡上皮細胞(A549)分別暴露於濃度0、10、50、100 ng/mL之ITIH4，暴露24小時後分析其細胞毒性、細胞存活率、發炎反應。使用Western blot測定A549細胞中YAP、p-YAP、TAZ、p-TAZ、E-cadherin、β catenin、ATM、p53、SIRT1和caspase-3的蛋白表現。同時也利用LPS建立ARDS之細胞模式，研究設計利用A549於濃度10 μg/mL的LPS中暴露6小時後加入ITIH4，經24小時後收集細胞裂解液。另外將A549細胞分別暴露於ITIH4 siRNA 48小時或ITIH4 DNA 24小時，分別分析ITIH4基因缺失或過度表現對於第二型肺泡上皮細胞的影響。此外，本研究利用免疫螢光染色分析在LPS誘導ARDS的小鼠和呼吸器導致之肺損傷小鼠的肺泡區域中，第二型肺泡上皮細胞中YAP的表現。
結果：本篇研究結果指出，ITIH4在Hippo pathway參與了調控ARDS中第二型肺泡上皮細胞的凋亡。GEO數據集的分析結果顯示ARDS患者中ITIH4基因表現上升。我們發現當ITIH4的基因缺陷或過度表現時會影響Hippo pathway的下游因子YAP和TAZ的活性。而在經LPS誘導的第二型肺泡上皮細胞損傷後，暴露於ITIH4可使p-YAP/YAP的表現有下降之趨勢以及p-TAZ/TAZ的表現顯著上升（p<0.05）。此外，經LPS刺激而受損的第二型肺泡上皮細胞中，SIRT1的表現顯著增加（p<0.05），並且E-cadherin和β-catenin呈上升趨勢。同時也顯著降低了ATM和caspase-3的表現（p<0.05），並且p53呈現下降之趨勢。在動物實驗中，免疫螢光染色的結果顯示，在LPS誘導急性肺部損傷的第三天，與未受損區域相比，受損區和嚴重區的第二型肺泡上皮細胞中YAP表現呈上升趨勢。而在急性肺部損傷的第七天，隨著ITIH4的給予和濃度增加，受損區的第二型肺泡上皮細胞中YAP表現呈現下降的趨勢。最後在呼吸器導致之肺損傷小鼠的實驗模型中，免疫螢光染色的結果顯示，第二型肺泡上皮細胞上的YAP表現在接受高潮氣容積通氣的小鼠中增加，而預先给予ITIH4的小鼠在高潮氣容積通氣後YAP表現减少。
結論：我們的研究結果指出ITIH4參與了在ARDS中Hippo signaling pathway調控第二型肺泡上皮細胞的凋亡過程。