Влияние эфирного масла на PM2.5-индуцированный эндотелиально-мезенхимальный переход эндотелиальных клеток легочного микрососуда мыши
PM2.5 (мелкодисперсные твердые частицы с аэродинамическим диаметром ≤ 2,5 мкм) - один из основных загрязнителей, вызывающих загрязнение воздуха. PM2.5 обладает большой удельной поверхностью, что облегчает перенос токсичных и вредных веществ, которые проникают в глубокие альвеолы через дыхательную систему, вызывая воспаление и повреждение легких и потенциально прогрессируя до фиброза легких. Значительное увеличение количества фибробластов является основной характеристикой легочного фиброза. Коллаген накапливается по периферии легочных сосудов и альвеолярных перегородок, соответственно увеличивается и волокнистая соединительная ткань, что в конечном итоге приводит к повышению жесткости матрицы и затруднению газообмена. Эндоэндотелиально-мезенхимальный переход (ЭЭМП) - один из источников фибробластов, характеризующийся постепенной потерей в эндотелиальных клетках таких маркеров фенотипа, как кадерин сосудистых эндотелиальных клеток (VE cadherin/CDH5) и молекула адгезии тромбоцитов к эндотелиальным клеткам-1 (CD31/PECAM-1), и повышенная экспрессия маркеров фенотипа, таких как коллаген I типа (Col1), виментин, альфа-гладкомышечный актин (cta2/alpha SMA) в мезенхимальных клетках. Фибробласт-специфический белок 1 (Fsp1/S100A4) и другие белки. В ходе этого процесса постепенно увеличивается пролиферация и миграционная способность клеток, что в конечном итоге приводит к изменению их морфологии. В последние годы стал понятен молекулярный механизм EndMT, индуцированного воспалением. Путь TGF - β является классическим путем для воспаления, индуцированного EndMT, и все три изоформы TGF - β могут опосредовать возникновение EndMT в различных клеточных линиях, при этом TGF - β 1 играет наиболее значительную роль. Предыдущие исследования показали, что PM2.5 может усиливать воспаление легких, активируя сигнальный путь TGF - β, но конкретный механизм действия и его влияние на легочный фиброз до сих пор не ясны.

Эфирные масла (ЭМ) могут быть получены из цветов, плодов, семян, листьев, стеблей или корней ароматических растений путем дистилляции, экструзии или экстракции растворителями. Они обладают различными свойствами, такими как антибактериальное, противовоспалительное, антиоксидантное, антивозрастное, и широко используются в клинической, фармацевтической, медицинской и оздоровительной практике. Натуральная терапия", использующая эфирные масла, извлеченные из ароматических растений, в лечебных медицинских целях, называется ароматерапией, которая может применяться с помощью внешних методов, таких как ароматерапия, ингаляции, местное применение или гидротерапия. Эвкалиптовое, мятное, ладанное и еловое эфирные масла - распространенные эфирные масла, используемые для лечения респираторных заболеваний. Они способны растворять слизь, выводить мокроту, убивать бактерии, облегчать кашель и спазмы, тем самым защищая легкие от воспаления и снимая воспаление легких. Мы использовали ароматерапию, чтобы соединить четыре типа эфирных масел, упомянутых выше, в состав эфирного масла для этого эксперимента, и исследовали эффект вмешательства этого эфирного масла на PM2.5-индуцированный EndMT через сигнальный путь TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3.

PM2.5 - один из самых опасных загрязнителей воздуха. Благодаря своим мелким частицам он легче попадает в альвеолы и кровь человеческого организма, тем самым ускоряя прогрессирование болезни у тех, кто уже страдает от легочных заболеваний. Эндотелиальные клетки на внутренней стенке кровеносных сосудов непосредственно контактируют с кровью и проявляют значительную гетерогенность в ответ на стимуляцию инородными телами в крови. Эндотелиальные клетки в процессе EndMT являются одним из источников фибробластов, что не только приводит к значительному увеличению количества фибробластов, но и снижает плотность капиллярного русла, усугубляет тканевую гипоксию и ишемию, а также ускоряет процесс легочного фиброза. Предварительные лабораторные эксперименты показали, что PM2.5 может индуцировать EndMT в клетках MHC. Уровень экспрессии белков Acta2, Col1 и S100A4 увеличивается, а уровень экспрессии CD31 и CDH5 снижается, что указывает на то, что PM2.5 может индуцировать EndMT в эндотелиальных клетках легочного микрососуда мыши. Повышение уровня экспрессии белка S100A4 также подтверждает важную роль End MT в фиброзе легких.

Основными компонентами сложного эфирного масла, использованного в данном эксперименте, являются альфа-пинен (16,54%), эвкалиптол (16,7%) и ментол (12,86%). Эвкалиптол является репрессором фактора некроза опухоли альфа, который может эффективно подавлять прогрессирование астмы и хронических обструктивных заболеваний легких, а также имеет потенциал в качестве стероидного противовоспалительного препарата. Альфа-пинен обладает антиоксидантным и антибактериальным действием, а также проявляет определенную ингибирующую активность в отношении линии опухолевых клеток A549. Ментол может блокировать кальциевые каналы L-типа в гладкой мускулатуре сосудов, что оказывает определенное терапевтическое воздействие на сердечно-сосудистые заболевания. В ходе эксперимента было установлено, что PM2.5 может вызывать пролиферацию и миграцию клеток MHC, достигая своего пика через 48 часов после обработки. Однако в группе, получавшей эфирное масло, общая функция клеток MHC не претерпела значительных изменений под воздействием PM2.5. После 36 часов воздействия эфирного масла уровень экспрессии белков Acta2 и Col1 значительно снизился, что свидетельствует о том, что эфирное масло оказывает хорошее смягчающее действие на возникновение EndMT.

Исследования показали, что TGF - β играет важную роль в развитии, повреждении и восстановлении легких. Он может способствовать синтезу внеклеточного матрикса путем активации рецепторов TGF - β 1 и регулировать патогенез легочного фиброза. Предыдущие эксперименты показали, что после обработки клеток MHC PM2.5 в течение 48 часов уровни экспрессии белков TGF - β 1, TGF - β R1 и p-SMAD3 увеличиваются. Однако после добавления SB431542 к группе PM2.5 в течение 48 часов экспрессия TGF - β R1 и p-SMAD3 снижается. Поскольку фосфорилирование белка SMAD является типичным показателем сигнального пути TGF - β 1, можно предположить, что PM2.5 может активировать TGF - β R1, регулируя сигнальный путь TGF - β и стимулируя трансформацию TGF - β 1 в активную форму. TGF - β R1 активируется и связывается с SMAD3. Сверхэкспрессия p-SMAD3 может способствовать экспрессии маркеров мезенхимальных клеток и накоплению коллагена. В группе эфирного масла уровень экспрессии белков TGF - β R1 и p-SMAD3 значительно снизился. Эфирное масло ингибировало активацию TGF - β R1 и снижало экспрессию p-SMAD3, тем самым подавляя PM2.5-индуцированный EndMT.

Можно сделать вывод, что сложные эфирные масла могут замедлить возникновение эндотелиальной трансформации, индуцированной PM2.5, в эндотелиальных клетках легких путем ингибирования экспрессии сигнального пути TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3. Эти результаты дают теоретическую основу для восстановления повреждений EndMT в легких после воздействия PM2.5 и плана вмешательства с использованием сложных эфирных масел.