摘要：
目的 探讨在胸腺上皮细胞中随年龄增长而上调表达的胰岛素样生长因子结合蛋白5(Insulin Like Growth Factor Binding Protein 5,IGFBP5)在胸腺衰退中的作用和机制.方法 使用基因差异表达分析方法从已发表人胸腺基质细胞单细胞数据集(GSE147520)中筛选出随年龄增长表达上调程度最高的基因IGFBP5;Mfuzz趋势分析筛选出与IGFBP5具有相同表达趋势的基因;富集分析注释与IGFBP5共趋势基因集;使用蛋白序列比对工具研究IGFBP5蛋白氨基酸序列的人鼠同源性;使用NIH基因数据库研究IGFBP5在人鼠器官组织中表达模式;免疫组化研究IGFBP5在不同年龄C57/BL6小鼠胸腺中的表达模式;构建IGFBP5过表达胸腺上皮细胞系;透射电镜观察IGFBP5过表达胸腺上皮细胞系中线粒体的形态变化;免疫蛋白印记(Western Blot,WB)对线粒体及全细胞组分线粒体自噬标志物微管相关蛋白1 B(Microtubule Associated Protein 1 Light Chain 3 Beta,LC3B)、PTEN诱导激酶1(Pten Induced Kinase 1,PINK1)、Parkin泛素蛋白连接酶(Parkin Rbr E3 Ubiquitin Protein Ligase,Parkin)、BCL2互作蛋白3(BCL2 Interacting Protein 3,BNIP3),细胞凋亡标记物活化型胱天蛋白酶3(Cleaved-Caspase3)表达水平进行检测;细胞双重免疫荧光对线粒体标志物与线粒体探针(MitoTracker)胞内定位进行检测;使用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)对细胞系凋亡水平进行检测.结果 IGFBP5是人胸腺上皮细胞中随年龄增长表达上调程度最大的基因,与其具有共同表达模式的基因集显著富集在线粒体相关通路上.人与小鼠IGFBP5蛋白序列高度保守,其在人、小鼠多器官组织中表达模式相近,且IGFBP5在人、小鼠胸腺中均呈现中等表达水平;此外,IGFBP5在人和小鼠胸腺上皮中随年龄增长表达升高;在IGFBP5过表达小鼠胸腺上皮细胞系中,透射电镜结果表明线粒体自噬体增多,WB结果表明线粒体组分和细胞组分LC3B、PINK1、Parkin蛋白表达水平上调,BNIP3无明显差异;细胞双重免疫荧光结果表明LC3B、PINK1、Parkin蛋白胞质表达增多且与线粒体共定位;WB表明IGFBP5过表达鼠胸腺上皮细胞系中细胞凋亡标志物Cleaved-Caspase3水平升高;FCM表明IGFBP5过表达细胞系凋亡细胞比例增加.结论 人、小鼠胸腺上皮细胞中随年龄增长而表达升高的IGFBP5促进线粒体自噬和细胞凋亡,从而导致胸腺上皮细胞减少和胸腺功能衰退,因此,IGFBP5可成为干预胸腺衰老、重构人体免疫力的潜在靶标.
