نبذة مختصرة : 環氧合酶-2(COX-2)是在花生四烯酸(AA)轉化為前列腺素H₂(PGH₂)的過程中最重要的限速酶，PGH2再進一步被合成為各種前列腺素，包括前列腺素E₂(PGE₂), 因此，COX-2在前列腺素的合成中起著舉足輕重的作用。COX-2在受到例如感染和炎症等刺激的情況下被誘導，迅速大量地產生。越來越多的證據證明瞭COX-2在許多細胞反應和病理生理過程中起重要作用, 其中, 對COX-2在炎症中的作用研究最深入。 ; 囊性纖維化病(CF)是一種由於編碼囊性纖維化跨膜轉導調節器(CFTR)基因的突變所引起的常染色體隱性遺傳疾病。CFTR是在上皮細胞中廣泛表達的環磷酸腺苷(cAMP)依賴的陰離子通道。愈來愈多的證據顯示, CF的呼吸道上皮處於過量炎症因子和前列腺素的微環境中, 最終導致了在CF肺部病變中觀察到的超炎症反應. 但其中的機制仍未闡明. 本研究觀察到, 相對於野生型人類支氣管上皮細胞系(16HBE14o-), CF的人類支氣管上皮細胞系(CFBE41o-)中NFκB的活化, COX-2的表達和PGE₂的產量增加. 此外, CFTR基因敲除小鼠顯示出升高的NFκB活性和COX-2表達水準, 提示CFTR基因的缺失介導了超炎症反應的信號. 我們還驗證了一條PKA和CREB參與介導的PGE₂產生的正回饋通路. 更重要的是, 在CFBE41o-細胞中過表達CFTR顯著地抑制了COX-2的表達. 用LPS或者PGE₂處理16HBE14o-細胞導致了野生型CFTR表達的顯著升高. 這些實驗結果提示了CFTR可能參與對COX-2/PGE₂的負調節. 因此, CFTR負調節PGE₂介導的炎症反應. 這個調節機制的缺陷可能導致在CF炎症反應的組織中觀察到的過量的NFκB活化和過量PGE₂產生. ; 我們證實了睾丸中也存在這條CFTR負調節COX-2/PGE₂的通路. 由於隱睾處於比陰囊溫度高的腹腔中, 在隱睾中, 我們觀察到了高溫導致的CFTR下調,伴隨著COX-2的上調以及緊密連接蛋白(ZO-1, occludin)的下調. 這種CFTR和COX-2的負相關在小鼠睾丸高熱動物模型以及CFTR基因敲除小鼠模型中也被證實. 為了模擬隱睾的病理狀況, 我們提高原代睾丸支援細胞的培養溫度至37°C. 與在32°C培養條件下的對照細胞相比, 37C培養的支持細胞中CFTR表達顯著下調, 而COX-2表達顯著上調. 用CFTR的抑制劑CFTRinh-172處理支持細胞48小時後, COX-2的表達也上升了. 抑制或者敲除支持細胞中的CFTR都引起了ZO-1和occludin表達水準的下降, 從而損傷了支持細胞間的緊密連接. NFκB或者PGE₂的抑制劑都能逆轉ZO-1和occludin表達水準的下降. PGE₂同樣導致了支援細胞間緊密連接的損傷. 以上結果提示CFTR對緊密連接的調節作用是通過NFκB/COX-2/PGE₂通路實現的. 本研究闡明了在支持細胞中, CFTR通過負調節NFκB/COX-2/PGE₂通路調節緊密連接, 從而參與了隱睾導致的生精障礙的病理過程. ; 總之, 本研究論證了CFTR/COX-2/PGE₂通路在CF呼吸道的超炎症反應以及隱睾導致的生精障礙兩個病理過程中的作用, 說明了CFTR在呼吸系統和男性生殖系統中維持細胞因子穩態的重要作用. CF肺中CFTR的缺失或者隱睾病中CFTR表達水準的下降可能導致了呼吸道中過剩炎症反應和生精障礙. ; Cyclooxygenase-2 (COX-2) is a pivotal rate-limiting enzyme responsible for the production of prostaglandins by converting arachidonic acid (AA) to prostaglandin H₂ (PGH₂), which is further metabolized to various prostaglandins, including PGE₂. COX-2 is inducible and increases dramatically upon stimulation, such as infection and inflammation. Accumulating evidences have demonstrated the important role of COX-2 in many cellular responses and pathophysiological processes, especially inflammation. ; Cystic Fibrosis (CF) is an autosomal recessive disorder caused by mutations of the Cystic Fibrosis ...
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