深呼吸:性别差异可能在肺部疾病的发病和治疗中起重要作用

OSSD性别差异生物学出版奖得主乔安娜·弗洛罗斯(Joanna Floros)深入了解了性别差异是如何成为她自己研究中的一个重要因素的,并在2017年OSSD会议上获奖的论文中解释了该研究的意义。弗洛罗斯博士的研究集中于肺部疾病发展和治疗中的性别差异。

每年性别差异研究组织(OSSD)及性别差异生物学选择该日历年内发表的优秀论文,并在年会期间向作者颁发OSSD-BSD出版奖。今年的获胜者是乔安娜·弗洛罗斯博士。这篇博客由弗洛罗斯博士和她的同事撰写,概述了她作为性别差异研究者的开端以及她获奖论文的发现。

一名性别差异研究者诞生了
在我的博士后培训之后,我(Joanna Floros博士)开始在哈佛医学院儿科的新生儿学临床小组工作。研究重点是肺表面活性剂,这是一种对生命至关重要的脂蛋白复合物,因为它降低了表面张力,防止肺部塌陷。早产婴儿如果缺乏肺表面活性物质或肺表面活性物质含量不足,就会出现呼吸问题,并可能发展为呼吸窘迫综合征(RDS)。早产的男性婴儿患RDS的风险更高,因为表面活性剂的产生稍微延迟。因此,从我从事肺部研究的一开始,我就意识到性是我研究中需要考虑的一个重要变量。

直到今天,肺表面活性剂蛋白仍然是我实验室的主要研究对象。这些蛋白质(尤其是蛋白质“SP-A”,即表面活性剂蛋白质)和肺泡巨噬细胞(“,”也称为尘埃所发挥的作用的细胞“清洁”的肺有害粒子),第一道防线反对有害的病原体,过敏原,和污染物,如臭氧(O3.).人类SP-A染色体位点由两个功能基因组成,分别编码SP-A1和SP-A2蛋白。每个基因被进一步鉴定为编码序列不同的基于sp的变异。遗传研究表明,这些SP-A1和SP-A2变异与各种肺部疾病有关在体外研究表明,两种基因产物之间以及变体之间存在功能、结构和调节差异。此时,我们必须研究这些变体在活的有机体内这导致了人源化转基因(hTG)小鼠的诞生,其中每只小鼠携带不同的人类SP-a变体,编码SP-a变体的基因被敲除(KO)。

2017年OSSD-BSD出版奖论文:研究综述
环境污染(特别是O3.-诱导的氧化应激)不仅对肺功能和炎症有负面影响,而且对SP-A变异有不同程度的影响。我们和其他人已经表明,在没有SP-A的情况下,肺炎和其他类型的肺损伤的负面影响会增加。此外,雌雄野生型和SP-A KO小鼠在单独感染细菌或O3.-诱导氧化应激。女性在单独感染时表现出更好的存活率,但当氧化应激先于感染时,存活结果与男性表现更好相反。很明显,性激素在这一结果中起着作用,因为绝育/绝育小鼠存活率的性别差异并没有被频繁观察到。AM蛋白质组中的性别差异也是SP-a基因型的一个功能。由于SP-A通过AM的吞噬作用和炎症过程调节病原体(包括细菌)的清除,在肺的先天免疫中起着关键作用,这两种过程都是几种肺部疾病的核心,因此在我们的研究中,我们试图研究O3.SP-A基因型和性别对AM miRNome的调控作用。

我们假设在存在或不存在氧化应激的情况下,两种人类SP-A1和SP-A2基因产物对雄性和雌性小鼠的AM miRNome进行差异调节。MicroRNAs(miRNAs)是参与基因转录后调控的短非编码rna,在多种生物过程中起着关键作用。哺乳动物细胞中已经鉴定出许多miRNA,并且多达三分之一的蛋白质编码基因受这些小分子的调控。

我们将表达SP-A1或SP-A2的雄性和雌性小鼠暴露于O3.或过滤空气(对照组),并测量372个miRNA的表达水平。鉴定了在氧化应激反应中表达显著改变的miRNA,并用于鉴定这些miRNA可能影响的相关途径和分子。研究结果表明,AM miRNome受两个SP-A基因的差异调节,以响应O3.SP-A2雄性(而非雌性)miRNome与炎症途径、活性氧调节和细胞死亡相关的基因(见图1总结),表明所涉及的途径具有性别特异性。性激素参与SP-A2性别特异性miRNome的发现得到了我们在绝育和绝育小鼠中的发现的支持,在去势后,SP-A2雄性小鼠与雌性小鼠相比,对氧化应激反应的miRNome调节发生了显著改变。这些发现支持了先前关于存活率性别差异的观察结果。

图1所示。mirna在SP-A2小鼠AM中介导抗凋亡、炎症和活性氧通路调控作用的示意图,与KO小鼠对O3的反应相比。本研究中所研究的mirna和基因以黄色突出显示。向上(↑)、↓箭头表示增加或减少。(Noutsios, G.T, 2017).

尽管男性和女性有相似的呼吸需求,但性别已被确定为人类肺部疾病的几个危险因素之一。肺功能的性别二型性可以显著影响临床结果,并调节肺疾病的易感性,如呼吸道感染、COPD、哮喘和CF,以及对O反应的哮喘加重3.曝光。

的结果目前的研究深入了解某些性别差异可能发生的机制。未来这些信息可能有助于考虑适当的性别特异性治疗方法和/或避免一种药物或治疗方法对男性可能产生的负面副作用,或甚至完全无效对女性还是女性反之亦然.此外,无论性研究是涉及动物还是人类,并非所有动物/人类都有相同的临床结果,这表明其他因素也有影响。在本研究中,我们观察到SP-A基因在O3.全身的氧化应激。这很重要,因为为了在个性化药物治疗方面取得进展,我们需要考虑许多因素,包括性别、遗传和环境影响。

在生物学网站上浏览最新的文章金博宝188

评论