炎症致硬皮病纤维化的分子机制

Scleroderma (syetemic sclerosis, SSc) is an autoimmune disease characterized by the fibrosis of skin and internal organs. Inflammation is the main feature of scleroderma at the early stage and plays critical roles in the fibrosis of scleroderma. Our previous study revealed that the proinflammatory factor S100A9 could induce mouce skin inflammation and fibrosis. The elevated expression of S100A9 was positively correlated with disease severity and serological abnormalities in SSc patients. Furthermore, the anti-inflammatory compounds resveratrol and salvianolic acid B can reduce the formation of collagen and significantily ameliorate the pulmonary fibrosis in the scleroderma-associated lung fibrosis mouse model. The goal of this proposal is to identify the key inflammaory mediators partcipanted in the fibrogenesis of scleroderma-associated fibrosis and determine the molecular mechanisms of inflammation induced fibrosis. We will simulate different phases of scleroderma-associated skin fibrosis and scleroderma-associated pulmonary fibrosis in scleroderma mice models. Genomewide study at transcriptional level will be conducted to identify the key inflammatory factors involed in the modulation of collagen prodution. Those factors will be validated by using clinical samples from scleroderma patients at different disease stages. The molecular mechanisms of inflammatory mediators involved in the occurrence and development of scleroderma fibrosis will be investigated. These studies will lead to a better understanding of the role of inflammation in the development of scleroderma-associated fibrosis, as well as specific targets for therapeutic interventions against fibrosis.

硬皮病是以皮肤及内脏纤维化为特征的自身免疫性疾病，炎症是硬皮病发展的初期特征，是引起硬皮病纤维化的关键因素，但目前对炎症导致硬皮病纤维化的机制知之甚少。申请人前期研究发现，促炎因子S100A9在硬皮病患者中的高表达与硬皮病肺纤维化正相关，可单独或协同低剂量博莱霉素引起小鼠皮肤炎症和纤维化反应。此外，具抗炎作用的小分子药物白藜芦醇及丹酚酸B均可阻断硬皮病小鼠中纤维化的发生、发展，并显著缓解其皮肤和肺纤维化。为揭示炎症导致硬皮病纤维化的分子机制，本项目拟构建不同时间点和不同浓度的博莱霉素诱导的小鼠模型以模拟硬皮病不同发病时期的表型，比较其目标组织中基因的表达差异，筛选导致纤维化的关键炎症成分，并在处于不同时期的硬皮病患者的临床样本中进行验证，进一步利用体内体外实验研究其作用机理，发现炎症对胶原蛋白产生的调控机制，揭示炎症因子在硬皮病纤维化发生中的作用，为开发抗纤维化药物奠定基础。

硬皮病（SSc）是以皮肤及内脏纤维化为特征的自身免疫性疾病，炎症是SSc 发展的初期特征，是引起纤维化的关键因素，但目前对炎症导致硬皮病纤维化的机制知之甚少。申请人前期研究发现，促炎因子S100A9 在SSc患者中的高表达与SSc肺纤维化正相关，可单独或协同低剂量博莱霉素引起小鼠皮肤炎症和纤维化反应。此外，具抗炎作用的小分子药物白藜芦醇可阻断硬皮病小鼠中纤维化的发生、发展，并显著缓解其皮肤和肺纤维化。为进一步揭示炎症导致硬皮病纤维化的分子机制，本项目利用临床样本、动物模型、细胞模型对硬皮病纤维化进行了系统的研究，主要研究成果包括：1）通过分选硬皮病患者和正常对照样本外周血中的CD4+ 和CD8+ T细胞，利用高通量的全基因组DNA甲基化芯片，对其DNA甲基化谱式进行了分析，首次在表观遗传学水平发现了硬皮病患者的I型干扰素信号通路存在异常，提示I型干扰素相关基因的低甲基化和高表达可能与SSc的发病密切相关，同时也进一步表明炎症免疫在SSc发生发展中的重要作用； 2）发现中药制剂参麦开肺散或丹酚酸B干预炎症均可有效阻止纤维化进展，表明炎症在纤维化的发生中的重要地位，同时进一步揭示了硬皮病纤维化的发生机制；3）利用硬皮病不同时期小鼠模型进行转录组学研究，筛选出有显著表达差异的候选基因，深入探索了炎症因子在诱导多细胞群表型异常下的潜在机制，包括对关键促纤维化因子TGF-β表达、活化的作用，例如SIRT1可降低炎症水平，HSP47与SSc多种自身抗体亚型相关，LTBP-4及miR-3606-3p可调控TGF-β信号通路；4）发现基于多肽纳米材料的siRNA呈递系统将SMAD3/SPARC/CCR2三个基因同时敲低，可有效缓解炎症和纤维化，进一步说明上述三个基因具有通过多种途径协同调节机体炎症、纤维化的效果。本项目的实施，使我们对硬皮病纤维化发生发展过程中炎症的作用拥有了更全面的认识，推动了对其他慢性炎性纤维化疾病发病机制的理解，对于疾病机制的揭示及治疗药物的开发具有重要意义。