内质网应激调控肺间质干细胞分化及上皮-间质对话参与肺纤维化的机制研究

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Richie911
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研究背景和目的肺纤维化是一类由多种病因引起的肺间质内纤维组织增生性疾病,但目前对肺纤维化发病机制的认识仍远远不足,制约了抗纤维化治疗的有效性及新型抗纤维化治疗药物的开发速度。尽管涉及的机制复杂,当前的共识认为肺纤维化的形成是肺脏上皮细胞受损及修复失败后过度修复的过程。该过度修复主要涉及两个过程:一是肺间质中负责胶原合成的肌成纤维细胞大量聚积,然而目前对肺纤维化时肌成纤维细胞的来源仍存在争议。新近研究显示肺间质干细胞(LR-MSC)可转化为肌成纤维细胞;二是肺泡上皮损伤后分泌的多种促纤维化因子引起上皮-间质对话紊乱,导致间质成纤维细胞活化增生。在该对话涉及的机制中,SHH/Hedgehog信号通路在维持上皮-间质的稳态中发挥着关键的作用。此外,研究证实肺纤维化时内质网应激现象显著,并可促进肺纤维化的发展。然而,内质网应激在上述两个过程中是否发挥促纤维化的作用仍不明确。本研究将对内质网应激在LR-MSC命运调控及上皮-间质对话这两个过程中的作用进行探索,以期发现内质网应激参与肺纤维化的新机制,并找到干预肺纤维化发展的潜在治疗靶点。研究方法第一部分:利用免疫荧光法分别检测特发性肺纤维化(IPF)患者LR-MSC的内质网应激及肌成纤维细胞分化的水平;建立博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型,观察肺纤维化过程中LR-MSC的内质网应激水平及分化状态的变化;分离及培养小鼠原代LR-MSC,探究衣霉素诱导的内质网应激对LR-MSC上皮修复功能的影响;体外经TGFβ1诱导LR-MSC向肌成纤维细胞分化,通过敲低及过表达CHOP探究CHOP对LR-MSC分化的影响;采用小鼠体内过继移植实验,观察LR-MSC在肺纤维化过程中的行为变化,以及CHOP对该过程的影响。第二部分:分析IPF患者AEC2的内质网应激及SHH的表达水平;衣霉素诱导人类2型肺泡上皮细胞(AEC2)发生内质网应激,观察AEC2分泌SHH水平的变化及对成纤维细胞Hedgehog(Hh)信号通路活性及促纤维化作用的影响;体内通过衣霉素联合博来霉素构建小鼠肺纤维化模型,加强肺纤维化时内质网应激的效应,探讨干预肺脏的CHOP水平后对肺纤维化程度的影响。研究结果第一部分:1.IPF患者的LR-MSC发生内质网应激,并分化为肌成纤维细胞;2.优化了 LR-MSC的分选方案,采用Scal+CD45-CD31-EpCam-更精准地分选LR-MSC;3.肺纤维化时LR-MSC发生内质网应激并分化为肌成纤维细胞;4.衣霉素诱导可破坏LR-MSC的上皮修复功能;5.内质网应激下游转录因子CHOP过表达可通过增强TGFβ/SMAD信号通路活性,促进TGFβ1诱导的肌成纤维细胞分化;6.下调LR-MSC的CHOP水平可抑制其在肺纤维化过程中发生肌成纤维细胞分化,并减轻肺纤维化水平。第二部分:1.IPF患者的AEC2发生内质网应激并伴有Hh信号通路活化引起的上皮-间质对话紊乱;2.衣霉素可诱导AEC2分泌SHH,且该过程并受到CHOP的调控;3.衣霉素诱导后的AEC2培养上清可激活成纤维细胞的Hh信号通路,并促进成纤维细胞的增殖和胶原合成能力;4.干预CHOP水平可减轻衣霉素联合博来霉素诱导的小鼠肺纤维化。结论1.肺纤维化时LR-MSC发生内质网应激,在这一过程中,内质网应激诱导CHOP过表达,通过对TGFβ/SMAD信号通路的增敏作用,促进其向肌成纤维细胞分化,参与肺纤维化的进展;2.肺纤维化时AEC2发生内质网应激,并诱导SHH的分泌。分泌的SHH激活间质成纤维细胞的Hh信号通路,导致成纤维细胞活化,参与肺纤维化的过程。
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