Options
探討柴油引擎微粒在胚胎肺部發育之研究
Other Title
Effects of diesel exhaust particles on lung branching morphogenesis via YAP/TAZ pathway
Type
thesis
Date Issued
2022-06-20
Author(s)
鍾侑伶
Advisor
莊校奇
Subjects
系所名稱：呼吸治療學系胸腔醫學碩士班
Publisher
呼吸治療學系胸腔醫學碩士班
Description
口試委員：莊校奇 CHUANG, HSIAO-CHI;陳中明 CHEN, CHUNG-MING;曹伯年 TSAO, PO-NIEN
網際網路,開放日期為2022-07-18
網際網路,開放日期為2022-07-18
Abstract
背景：暴露於空氣污染會導致人體的不良健康效應，然而暴露於空氣污染對懷孕胚胎早期肺部發育的影響與機轉仍不清楚。
目的：本研究目的為探討暴露於柴油引擎微粒對於YAP/TAZ調控在胚胎肺部發育之影響。
方法：本研究利用懷孕11.5天ICR母鼠之胚胎肺暴露0、10、50 μg/mL之DEP濃度3天並計算氣管分枝比(branching ratio)和氣管分枝面積(branching surface area)。小鼠胚胎肺經DEP暴露後，抽取RNA並使用RNA sequencing與基因資料庫對比分析。本研究使用Western blotting分析胚胎肺部發育Hippo signaling pathway下游調控蛋白YAP/TAZ的表現，也透過FGF10 (Fibroblast Growth Factor 10)、FGFR2、SOX2、SOX9蛋白的表現分析氣管分支發育。本研究進一步探討DEP暴露對SFTPC與衰老SIRT1 (Sirtuin 1)蛋白表現的影響。細胞實驗使用人類胚胎肺部纖維母細胞IMR-90暴露0、10、50 μg/mL之DEP濃度24小時。為了驗證YAP/TAZ在肺部發育之重要性，我們分別利用siYAP、YAP抑制劑verteporfin和PFI-2 hydrochloride (PFI-2)降低YAP的表現，比對DEP暴露後對氣管分枝發育之影響。
結果：本研究結果發現胚胎肺的branching ratio和branching surface area於第3天DEP 50 μg/mL暴露後顯著下降(p<0.05)。透過RNA sequencing的分析顯示經DEP暴露會導致間質性肺部疾病的風險增加、發炎反應增加，與器官發育遲滯。Hippo signaling pathway蛋白YAP磷酸化(p-YAP)在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)，蛋白TAZ磷酸化(p-TAZ)在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)。FGFR2在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)。SOX2在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.01)；呼吸道近端上皮細胞發育SOX2在DEP 50 μg/mL暴露肺部後顯著下降(p<0.05)，其結果在胚胎肺免疫螢光染色SOX2+/Fibronectin+亦有同樣表現 。呼吸道遠端上皮細胞發育基因SOX9在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)。RNA sequencing的分析顯示經DEP暴露後SFTPC的表現增加，其結果在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露胚胎肺免疫螢光染色SFTPC+/Fibronectin+表現上升。衰老相關蛋白SIRT1磷酸化(p-SIRT1)的表現在DEP 10 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.01)。RNA sequencing的分析顯示經DEP暴露後端粒(Telomere)的維持功能下降。經使用siYAP與YAP抑制劑於肺部組織培養，經比對DEP暴露後也發現類似的氣管分枝發育遲滯現象。
結論：在肺部發育早期暴露柴油引擎微粒可能會導致肺部氣管分枝型態形成降低。除此之外，纖維母細胞的分化受到限制與端粒的維持作用降低，會導致發育的遲滯與過早的衰老。因此，懷孕婦女要注意空氣污染的暴露，避免影響胎兒的肺部發育。
目的：本研究目的為探討暴露於柴油引擎微粒對於YAP/TAZ調控在胚胎肺部發育之影響。
方法：本研究利用懷孕11.5天ICR母鼠之胚胎肺暴露0、10、50 μg/mL之DEP濃度3天並計算氣管分枝比(branching ratio)和氣管分枝面積(branching surface area)。小鼠胚胎肺經DEP暴露後，抽取RNA並使用RNA sequencing與基因資料庫對比分析。本研究使用Western blotting分析胚胎肺部發育Hippo signaling pathway下游調控蛋白YAP/TAZ的表現，也透過FGF10 (Fibroblast Growth Factor 10)、FGFR2、SOX2、SOX9蛋白的表現分析氣管分支發育。本研究進一步探討DEP暴露對SFTPC與衰老SIRT1 (Sirtuin 1)蛋白表現的影響。細胞實驗使用人類胚胎肺部纖維母細胞IMR-90暴露0、10、50 μg/mL之DEP濃度24小時。為了驗證YAP/TAZ在肺部發育之重要性，我們分別利用siYAP、YAP抑制劑verteporfin和PFI-2 hydrochloride (PFI-2)降低YAP的表現，比對DEP暴露後對氣管分枝發育之影響。
結果：本研究結果發現胚胎肺的branching ratio和branching surface area於第3天DEP 50 μg/mL暴露後顯著下降(p<0.05)。透過RNA sequencing的分析顯示經DEP暴露會導致間質性肺部疾病的風險增加、發炎反應增加，與器官發育遲滯。Hippo signaling pathway蛋白YAP磷酸化(p-YAP)在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)，蛋白TAZ磷酸化(p-TAZ)在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)。FGFR2在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)。SOX2在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.01)；呼吸道近端上皮細胞發育SOX2在DEP 50 μg/mL暴露肺部後顯著下降(p<0.05)，其結果在胚胎肺免疫螢光染色SOX2+/Fibronectin+亦有同樣表現 。呼吸道遠端上皮細胞發育基因SOX9在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.05)。RNA sequencing的分析顯示經DEP暴露後SFTPC的表現增加，其結果在DEP 10 μg/mL和DEP 50 μg/mL暴露胚胎肺免疫螢光染色SFTPC+/Fibronectin+表現上升。衰老相關蛋白SIRT1磷酸化(p-SIRT1)的表現在DEP 10 μg/mL暴露IMR-90後顯著下降(p<0.01)。RNA sequencing的分析顯示經DEP暴露後端粒(Telomere)的維持功能下降。經使用siYAP與YAP抑制劑於肺部組織培養，經比對DEP暴露後也發現類似的氣管分枝發育遲滯現象。
結論：在肺部發育早期暴露柴油引擎微粒可能會導致肺部氣管分枝型態形成降低。除此之外，纖維母細胞的分化受到限制與端粒的維持作用降低，會導致發育的遲滯與過早的衰老。因此，懷孕婦女要注意空氣污染的暴露，避免影響胎兒的肺部發育。