慢性阻塞性肺疾病中弹性蛋白多肽诱导粘液高分泌的作用及机制研究

Airway mucus hypersecretion is an important pathological feature of COPD, but its regulatory mechanism is not completely clear, and mucus expression is not very obvious in the traditional smoke exposure induced COPD animal model. Our preliminary data showed that the special elastin peptides degraded by MMP12 can directly induce mucus hypersecretion in airway epithelial cells.Therefore, this project will try to clarify the role and molecular mechanism of elastin polypeptide and MMP12 in the cigarette smoke induced airway mucus hypersecretion through in vitro and in vivo experiments. We will examine the contents of the elastic protein polypeptide and MUC5AC in the COPD patient and cigarette smoke exposed COPD mice, then analyze the correlation between them .A novel animal model of hypersecretion of COPD mucus hypersecretion will be constructed by airway administration of mouse elastin polypeptide or cigarette smoke exposure combined with elastin, and the key role of MMP12 will be studied by using MMP12 gene knockout mice. In vitro experiments, we will study the mechanism of elastin polypeptide induced mucus hypersecretion by IP mass spectrometry. This project aims to elucidate the role and molecular mechanism of elastin polypeptide in inducing airway mucus hypersecretion and will provide a novel animal model for COPD mucus hypersecretion.

气道粘液高分泌是慢阻肺重要的病理特征，但其调控机制尚未完全明确，而且传统的烟雾暴露模型中粘液诱导非常不明显。我们新近的研究结果表明，MMP12降解的弹性蛋白多肽能直接诱导气道上皮细胞粘液高分泌。因此，本课题拟在此基础上进一步从体内体外模型明确弹性蛋白、弹性蛋白多肽及MMP12在香烟烟雾诱导的慢阻肺气道粘液高分泌中的作用及其分子机制。我们将拟通过检测慢阻肺患者和香烟烟雾暴露小鼠体内弹性蛋白多肽和MUC5AC含量并分析其两者的相关性，明确两者的相互作用；通过气道给予小鼠弹性蛋白多肽，或香烟烟雾暴露联合弹性蛋白，尝试构建一种新型高效的慢阻肺粘液高分泌动物模型，并利用MMP12基因敲除小鼠研究其关键作用；体外实验中，我们将通过IP质谱等技术，研究弹性蛋白多肽诱导粘液高分泌中具体的作用机制。本项目预期阐明弹性蛋白多肽诱导气道粘液高分泌的作用和分子机制，并为慢阻肺粘液高分泌提供全新的动物模型。

气道粘液高分泌是慢阻肺重要的病理特征，但其调控机制尚未完全明确，而且传统的烟雾暴露模型中粘液诱导非常不明显。本研究致力证实慢阻肺的自身免疫机制，并在其理论基础上构建新型的慢阻肺气道粘液高分泌新模型。我们分别用弹性蛋白多肽、弹性蛋白单独及联合香烟烟雾暴露构建新型的慢阻肺黏液高分泌小鼠模型，发现香烟烟雾短期暴露联合弹性蛋白或其多肽均可构建稳定、高效的慢阻肺黏液高分泌小鼠模型（CS+Eln模型）。我们用MMP12 -/-小鼠构建CS+Eln模型，发现MMP12对慢阻肺气道粘液高分泌中具有促进作用。我们继而用 IL-17a -/-小鼠构建CS+Eln模型，发现香烟烟雾暴露联合弹性蛋白模型诱导的气道粘液是IL-17A依赖性的。最后，我们在慢阻肺患者中证实存在弹性蛋白多肽介导的自身免疫反应。我们的研究构建了基于自身免疫发病机制的慢阻肺粘液高分泌小鼠新模型，完善了 COPD 气道粘液高分泌发病机制及调控机制的研究，为慢阻肺基础研究提供全新动物模型，为慢阻肺临床治疗提供新的可能的治疗靶点。