Bileşik uçucu yağın fare pulmoner mikrovasküler endotel hücrelerinin PM2.5 kaynaklı endotelyal mezenkimal geçişi üzerindeki etkisi
PM2.5 (aerodinamik çapı ≤ 2.5 μm olan ince partikül madde) hava kirliliğine neden olan ana kirleticilerden biridir. PM2.5 geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir, bu da solunum sistemi yoluyla derin alveollere giren toksik ve zararlı maddelerin taşınmasını kolaylaştırarak akciğer iltihabına ve hasarına neden olur ve potansiyel olarak pulmoner fibrozise ilerler. Fibroblastlardaki belirgin artış pulmoner fibrozisin ana özelliğidir. Pulmoner kan damarlarının ve alveolar septanın periferinde kolajen birikir ve fibröz bağ dokusu da buna bağlı olarak artar, sonuçta matris sertliğinde artışa ve gaz değişiminde zorluğa yol açar. Endoendotelyal mezenkimal geçiş (EndMT), endotel hücrelerinde vasküler endotelyal hücre kadherini (VE kadherin/CDH5) ve trombosit endotelyal hücre adezyon molekülü-1 (CD31/PECAM-1) gibi fenotip belirteçlerinin kademeli olarak kaybı ile karakterize edilen fibroblast kaynaklarından biridir, ve mezenkimal hücrelerde tip I kolajen (Col1), vimentin, alfa düz kas aktin (cta2/alfa SMA) gibi fenotip belirteçlerinin ekspresyonunda artış. Fibroblast spesifik protein 1 (Fsp1/S100A4) ve diğer proteinler. Bu süreç boyunca, hücrelerin çoğalma ve göç yetenekleri giderek artar ve sonuçta hücre morfolojisinde değişikliklere yol açar. Son yıllarda, inflamasyona bağlı EndMT'nin moleküler mekanizması anlaşılmıştır. TGF - β yolu, inflamasyonla indüklenen EndMT için klasik bir yoldur ve TGF - β'nın üç izoformu da çeşitli hücre hatlarında EndMT oluşumuna aracılık edebilir ve TGF - β 1 en önemli rolü oynar. Önceki çalışmalar PM2.5'in TGF - β sinyal yolunu aktive ederek akciğer inflamasyonunu artırabileceğini göstermiştir, ancak spesifik etki mekanizması ve pulmoner fibrozis üzerindeki etkisi hala belirsizdir.

Uçucu yağlar (EO'lar) aromatik bitkilerin çiçeklerinden, meyvelerinden, tohumlarından, yapraklarından, saplarından veya köklerinden damıtma, ekstrüzyon veya solvent ekstraksiyonu yoluyla elde edilebilir. Antibakteriyel, anti-enflamatuar, antioksidan, yaşlanma karşıtı gibi çeşitli aktivitelere sahiptirler ve klinik, farmasötik, sağlık ve wellness alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Aromatik bitkilerden elde edilen uçucu yağların terapötik tıbbi amaçlarla kullanıldığı "doğal terapi" aromaterapi olarak adlandırılır ve aromaterapi, inhalasyon, topikal uygulama veya hidroterapi gibi harici yöntemlerle uygulanabilir. Okaliptüs, nane, sığla ve ladin uçucu yağları solunum yolu hastalıklarını tedavi etmek için kullanılan yaygın uçucu yağlardır. Mukusu çözebilir, balgamı sökebilir, bakterileri öldürebilir, öksürüğü ve spazmları hafifletebilir, böylece akciğerleri iltihaptan koruyabilir ve akciğer iltihabını hafifletebilirler. Bu deney için yukarıda bahsedilen dört tür uçucu yağı bileşik bir uçucu yağ haline getirmek için aromaterapi kullandık ve bileşik uçucu yağın TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3 sinyal yolu aracılığıyla PM2.5 kaynaklı EndMT üzerindeki müdahale etkisini araştırdık.

PM2.5 en endişe verici hava kirleticilerinden biridir. Küçük partikülleri nedeniyle, insan vücudundaki alveollere ve kana ulaşması daha kolaydır, böylece zaten akciğer hastalıklarından muzdarip olanların hastalık ilerlemesini hızlandırır. Kan damarlarının iç duvarındaki endotel hücreleri kanla doğrudan temas eder ve kandaki yabancı cisim uyarımına yanıt olarak önemli bir heterojenlik sergiler. EndMT sürecindeki endotel hücreleri fibroblast kaynaklarından biridir ve bu durum sadece fibroblastlarda önemli bir artışa yol açmakla kalmaz, aynı zamanda kapiller yatak yoğunluğunu azaltır, doku hipoksisini ve iskemisini şiddetlendirir ve pulmoner fibrozis sürecini hızlandırır. Ön laboratuvar deneyleri PM2.5'in MHC hücrelerinde EndMT'yi indükleyebileceğini göstermiştir. Acta2, Col1 ve S100A4'ün protein ekspresyon seviyeleri artarken CD31 ve CDH5'in ekspresyon seviyelerinin azalması, PM2.5'in fare pulmoner mikrovasküler endotel hücrelerinde EndMT'yi indükleyebileceğini göstermektedir. S100A4'ün artan protein ekspresyon seviyesi de End MT'nin pulmoner fibrozdaki önemli rolünü doğrulamaktadır.

Bu deneyde kullanılan bileşik uçucu yağın ana bileşenleri alfa pinen (16.54%), okaliptol (16.7%) ve mentoldür (12.86%). Okaliptol, astım ve kronik pulmoner obstrüktif hastalıkların ilerlemesini etkili bir şekilde engelleyebilen bir tümör nekroz faktörü alfa baskılayıcısıdır ve steroid anti-enflamatuar ilaç olarak potansiyele sahiptir. Alfa pinen antioksidan ve antibakteriyel etkilere sahiptir ve tümör hücre hattı A549'a karşı belirli inhibitör aktivite sergiler. Mentol, kardiyovasküler hastalıklar üzerinde belirli bir terapötik etkiye sahip olan vasküler düz kastaki L-tipi kalsiyum kanallarını bloke edebilir. Bu deney, PM2.5'in MHC hücrelerinin çoğalmasını ve göçünü indükleyerek 48 saatlik tedaviden sonra zirveye ulaştığını bulmuştur. Bununla birlikte, bileşik uçucu yağ grubunda, MHC hücrelerinin genel işlevi PM2.5 indüksiyonu nedeniyle önemli değişikliklere uğramamıştır. Bileşik uçucu yağ ile 36 saatlik müdahaleden sonra, Acta2 ve Col1'in protein ekspresyon seviyeleri önemli ölçüde azalmıştır, bu da bileşik uçucu yağın EndMT oluşumu üzerinde iyi bir hafifletici etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

Araştırmalar, TGF - β'nın akciğerlerin gelişimi, hasarı ve onarımında önemli bir rol oynadığını ortaya koymuştur. TGF - β 1 reseptörlerini aktive ederek hücre dışı matris sentezini teşvik edebilir ve pulmoner fibrozun patogenezini düzenleyebilir. Önceki deneyler, MHC hücrelerini 48 saat boyunca PM2.5 ile muamele ettikten sonra, TGF - β 1, TGF - β R1 ve p-SMAD3'ün protein ekspresyon seviyelerinin arttığını bulmuştur. Bununla birlikte, PM2.5 grubuna 48 saat boyunca SB431542 eklendikten sonra, TGF - β R1 ve p-SMAD3 ekspresyonu azalır. SMAD protein fosforilasyonu TGF - β 1 sinyal yolunun tipik bir göstergesi olduğundan, PM2.5'in TGF - β sinyal yolunu düzenleyerek ve TGF - β 1'in aktif bir forma dönüşümünü uyararak TGF - β R1'i aktive edebileceği görülebilir. TGF - β R1 aktive olur ve SMAD3'e bağlanır. p-SMAD3'ün aşırı ekspresyonu mezenkimal hücre belirteçlerinin ekspresyonunu ve kolajen birikimini teşvik edebilir. Bileşik uçucu yağ grubunda, TGF - β R1 ve p-SMAD3 protein ekspresyon seviyeleri önemli ölçüde azalmıştır. Bileşik uçucu yağ, p-SMAD3 ekspresyonunu azaltmak için TGF - β R1 aktivasyonunu inhibe etmiş ve böylece PM2.5 ile indüklenen EndMT'yi baskılamıştır.

Bileşik uçucu yağların, TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3 sinyal yolunun ekspresyonunu inhibe ederek pulmoner endotel hücrelerinde PM2.5 tarafından indüklenen EndMT oluşumunu yavaşlatabileceği sonucuna varılabilir. Bu bulgular, PM2.5'e maruz kaldıktan sonra akciğerlerdeki EndMT hasarının onarımı ve bileşik uçucu yağların müdahale planı için teorik bir temel sağlar.