加味过敏煎通过调控细胞自噬抑制PM2.5诱导气道炎症的作用机制研究

Ambient PM2.5 is associated with the morbidity and pathogenesis of chronic airway inflammatory diseases. Accumulating evidence suggests that autophagy is essential for particulate matter induced inflammation in airway epithelium. We proposed that ambient PM2.5 is a special kind of external pathogen with the pathogenic characteristics of toxin and wind. Modified Guomin Decoction can dispel wind and toxin in order to diffuse the lung..Our recent study suggested that Modified Guomin Decoction alleviated PM2.5-induced inflammation in rats. Other studies demonstrated that the root of Platycodon grandiflorum, an active compound of Modified Guomin Decoction, could regulate autophagy.Thus, we propose a hypothesis that Modified Guomin Decoction could suppress the release of airway inflammation through regulating autophagy..PM2.5 suspension will be used to induce inflammation and autophagy in human bronchial epithelial (Beas-2B) cells and rats. The changes of autophagy and inflammatory factors will be measured by transmission electron microscopy, immunofluorescence staining, RNAi and western blot. We will explore whether Modified Guomin Decoction would repress PM2.5-induced airway inflammation by regulating cellular autophagy. The goal of this project is to unveil and compare the pharmalogical mechanism by how Modified Guomin Decoction work, which will lay a scientific foundation for the treatment of traditional Chinese medicine in PM2.5-related respiratory diseases.

雾霾天气中的可吸入颗粒物PM2.5与慢性气道炎症性疾病的发生、发展密切相关，而细胞自噬可加剧PM2.5相关的慢性气道炎症性疾病的病情。本课题组首次提出PM2.5属于外感邪毒贼风，选用加味过敏煎治疗以祛风宣肺、排毒逐霾。我们前期的研究结果表明，加味过敏煎可以减轻PM2.5诱发的气道炎症，而组方中的桔梗已被报道证实具有调节细胞自噬的功能。我们据此提出科学假说：加味过敏煎可以通过调控细胞自噬减轻PM2.5引起的气道炎症。.本研究拟分别建立PM2.5诱导的人支气管上皮细胞自噬模型以及PM2.5致肺损伤大鼠模型，使用加味过敏煎进行干预，通过透射电子显微镜、免疫荧光染色、小分子干扰RNA片段（siRNA）及蛋白质印迹（Western Blot）等手段检测细胞自噬与炎症因子的变化，探讨加味过敏煎治疗PM2.5相关气道炎症的作用机制，为传统中医药理论与实践提供科学基础。

雾霾天气中的可吸入颗粒物PM2.5与慢性气道炎症性疾病的发生、发展密切相关，本课题组首次提出PM2.5属于外感邪毒贼风，选用加味过敏煎治疗以祛风宣肺、排毒逐霾。已有研究报道显示，激活肺气道上皮细胞自噬是导致气道炎症加剧的主要细胞生物学机制，而在气道上皮细胞激活mTOR通路则可以抑制细胞自噬。我们前期的研究结果表明，加味过敏煎可以减轻PM2.5诱发的气道炎症，而组方中的桔梗已被报道证实具有调节细胞自噬的功能。我们据此提出科学假说：加味过敏煎可以通过激活mTOR通路抑制细胞自噬减轻PM2.5引起的气道炎症。.本项目建立了PM2.5致肺损伤大鼠模型，经HE染色证明了加味过敏煎可有效缓解PM2.5致肺损伤模型大鼠的气道炎症。透射电子显微镜和蛋白质印迹分析显示，加味过敏煎可以在肺气道上皮细胞逆转PM2.5激发的细胞自噬，在并在PM2.5刺激后的大鼠肺组织中有效激活mTOR蛋白，从而降低PM2.5所诱导上调的细胞自噬标记物Beclin 1和LC3B-Ⅱ的表达水平，由此证明加味过敏煎可以通过激活mTOR通路抑制细胞自噬减轻PM2.5引起的气道炎症。.在此基础上，本项目进一步探索加味过敏煎在不同给药时间缓解PM2.5致肺损伤模型大鼠气道炎症的作用差异。经HE染色、Masson染色、酶联免疫吸附测定、免疫组化和Western Blot实验证明，加味过敏煎对PM2.5诱导的气道炎症具有预防及治疗作用。.本项目还成功在体外培养了人支气管上皮细胞，并建立了PM2.5诱导人支气管上皮细胞的细胞自噬模型。我们证明了在体外PM2.5诱导人支气管上皮细胞自噬模型中，加味过敏煎可以有效逆转PM2.5导致的炎症因子表达上调，这进一步支持我们在体内模型研究中得到的科学结论。.在新冠肺炎疫情期间，我们还成功建立了网络药理学研究方法，对加味过敏煎改善PM2.5所致肺损伤性疾病的潜在机制进行了系统挖掘，发现PI3K-AKT-mTOR通路是加味过敏煎所靶向的主要通路。