IL-17诱导上皮细胞代谢损伤在肺纤维化中作用研究

Idiopathic pulmonary fibrosis(IPF) is a progressive and lethal disease without effective therapy. The research is based on the hypothesis "IL-17 induced epithelial cell metabolism injury result in epithelial cell phenotypic change and dysfunction in pulmonary fibrosis". Firstly, by using IL-17 knockout mice，wild-type ones and bleomycin induced pulmonary fibrosis models, detecting and comparing lung fibrosis degree, IL-17 expression level, the epithelial cell metabolism damage situation, it will be clarified the key role of IL-17 in the development of pulmonary fibrosis, the relationship between IL-17 expression and epithelium metabolic disorder, epithelial cell phenotype and function disorder. Secondly, by culturing different sources of lung epithelial cells in vitro, injuring epithelium or giving IL-17 antibody intervention, it will be observed the epithelial cell metabolism, cell phenotype and function change, which help to define the mechanism of IL-17 induced epithelium transformation and dysfunction, suggest the potenial therapy value of IL-17 antibody. Thirdly, IL-17 level in lung tissue and peripheral blood patients with IPF will be measured, the relationship between the stage, the severity of disease and IL-17 , the clinical value of IL-17 in pulmonary fibrosis

以特发性肺纤维化为代表的纤维化肺疾病的关键机制不清，缺乏有效治疗方法。本项目基于前期研究，提出“肺纤维化形成与IL-17诱导上皮细胞代谢紊乱导致上皮细胞表型转化及功能障碍有关”的假设。研究通过博来霉素诱导IL-17KO小鼠和野生型小鼠肺纤维化模型，比较模型中肺纤维化程度、IL-17表达及上皮细胞代谢损伤情况，阐明肺纤维化中IL-17的关键作用，IL-17表达与上皮细胞代谢障碍、表型及功能异常的关系。通过体外细胞实验，观察诱导上皮细胞损伤和抗IL-17抗体干预对肺泡上皮细胞代谢、表型转化及功能的影响，明确肺纤维化中IL-17诱导肺泡上皮细胞代谢、表型转化及行为功能异常的机制，揭示IL-17在肺纤维化发生发展中的关键作用与机制及抗IL-17抗体的潜在治疗作用。通过前瞻性队列研究，评估IPF患者肺组织、外周血中IL-17表达水平与疾病不同阶段及严重程度的关系，评价IL-17在肺纤维化中的临床价值

特发性肺纤维化是一种呈进行性进展的，最为常见的间质性肺疾病之一。它表现为肺组织的正常肺泡上皮细胞破坏后的修复异常，成纤维细胞在肺间质内聚集、增生从而造成肺脏结构及功能损伤。肺纤维化的发生不可逆，影响患者的生活质量，预后极差。前期研究发现IL-17具有促纤维化作用，同时存在上皮细胞线粒体损伤，因此本项目提出“肺纤维化中存在IL-17诱导上皮细胞代谢损伤导致上皮细胞表型改变及功能障碍”的假设，试图阐明IL-17及代谢异常在肺纤维化中的具体作用及对上皮细胞表型及功能异常的作用机制。通过免疫荧光染色检测肺纤维化患者肺组织中IL-17及上皮细胞，发现在肺纤维化患者肺泡II型上皮细胞（AECIIs）中存在IL-17受体表达升高，初步证实了肺纤维化中存在IL-17对上皮细胞的作用增加。利用博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠模型，观察到IL-17A基因敲除(IL-17A−/−)小鼠在肺纤维化发生与野生型小鼠相比较得到明显缓解。同时，通过western-blot、免疫荧光及电镜等手段观察到IL-17A−/−小鼠在AECIIs细胞凋亡水平、细胞线粒体功能受损上都比野生型小鼠减轻。因此我们进一步提出“IL-17通过干扰PINK1/Parkin信号介导的线粒体自噬诱导肺纤维化发生”，基于此假设，通过细胞实验采用IL-17对上皮细胞进行刺激，通过检测线粒体代谢水平、电镜观察线粒体形态，及检测上皮细胞自噬蛋白表达证实了IL-17通过干扰线粒体动力学和抑制pink1介导的有丝分裂而诱导AECIIs的线粒体功能障碍，从而导致AECIIs的凋亡，发挥其促纤维化作用。另外，基于临床患者的资料及生物样本收集及分析，我们进一步探索了IPF患者肺组织中生物标志物表达以及IPF患者影像学与临床特征表达的关联。