工业粉尘对大鼠肺巨噬细胞基因可变剪接的影响及生物效应

The lung disease caused by industrial dust is one of the most frequently occurring and dangerous occupational diseases in China. Pre-mRNA alternative splicing is a key regulatory mechanism that controls gene expression. Thus, in-depth investigations on the molecular mechanisms by which industrial dust regulates pre-mRNA alternative splicing will increase our understanding of not only gene expression control but also occupation-related workers’ health issues. The proposed research project aims to establish a rat lung macrophage model, using either whole animals or macrophage cell lines, that respond to stresses induced by specific substances in industrial dust such as silica, iron, and rare earth compounds, and study how industrial dust affects alternative splicing of important disease-related genes. These studies will reveal molecular mechanisms of lung diseases caused by industrial dust, which include RNA-binding protein regulations and important signal transduction pathways. This work will lead to a better understanding of the regulatory mechanisms of alternative splicing, as well as development, diagnosis and treatment of the industrial dust-caused lung diseases.

尘肺病是中国职业病中发病率最高、危害最严重的一类疾病。Pre-mRNA可变剪接是基因表达的重要调控环节，以工业尘肺病为研究对象，从基因可变剪接水平深入研究其分子机制，无论对基因表达调控机理的理解还是对工业生产及居民健康都是重要课题。本项目在建立粉尘胁迫大鼠动物模型及肺泡巨噬细胞模型基础上，通过转录组学分析筛查大鼠基因中可变剪接发生明显变化的关键基因以及关键剪接因子的表达异变。我们将重点研究工业粉尘（二氧化硅、铁及稀土化合物等）对大鼠肺泡巨噬细胞基因可变剪接模式的影响及关键基因可变剪接的分子机制，期待在RNA、剪接因子及其相互作用以及与其他重要信号通路作用层面理解尘肺病的致病机理。项目研究将为解读基因可变剪接的分子机制、尘肺病发病机理及早期诊断和后期治疗方案提供有益的帮助。

尘肺病是中国职业病中发病率最高、危害最严重的一类疾病，pre-mRNA可变剪接是基因表达的重要调控环节。以工业尘肺病为研究对象，从基因可变剪接水平深入研究其分子机制，无论对基因表达调控机理的理解还是对工业生产及居民健康都有极为重要意义。.1.构建了稳定的尘肺病非气管暴露法大鼠动物模型、动式染尘小鼠动物模型。另外，初步完成粉尘胁迫大鼠肺泡巨噬细胞模型构建工作。为他人或本组后续实验工作开展奠定了坚实基础。.2.获得尘肺病大鼠/小鼠肺组织转录组测序数据，进行了详细的生物信息学分析，筛查到若干尘肺病相关基因、关键的信号通路以及相关差异可变剪接事件。为下一步深入的尘肺病分子机制研究提供了充分的前期数据，为尘肺病生物标志物筛查提供一定的依据。.3.开展肺泡巨噬细胞RAW274.7与NIH-3T3细胞搭建共培养体系，体外模拟肺部纤维化的免疫系统响应→炎症因子诱发成纤维细胞转化的过程。为进一步探讨尘肺病发生过程中细胞之间相互作用关系奠定基础。.4.测定肺组织内羟脯氨酸的含量以及炎症因子FGF、TGF-β和TNF-α基因表达水平，针对炎症因子及其下游通路中的关键分子，从分子通路层面研究了TGF-β/Smad途径、胶原Ⅰ型基因和α-平滑肌肌动蛋白、SRSF2-CDK4-Terf1级联途径及其对细胞生长周期的影响等机制。为后续尘肺病分子机制的完整理解提供了良好的工作基础。.5.对拟南芥不同发育阶段、不同组织以及小鼠着床前胚胎发育时序过程中可变剪接特征及差异可变剪接事件的生物学功能分析取得阶段性结果，为本领域相关研究提供了新的思路。.6. 作为上一已结题基金的亚延续，完整阐述了核小体体外组装的动力学机制，建立了核小体体外组装的动力学模型。