Piezo1通过调控肺血管内皮旁分泌IL33影响肺纤维化的作用与机制研究

Pulmonary fibrosis can lead to respiratory failure and even death. The process of pulmonary fibrosis is regulated by vascular endothelial cells, including regulation by paracrine function, but the specific regulatory mechanism is still unclear. Applicants have previously discovered that Piezo1 is the first receptor to be recognized for mechanical stress. Inhibition of Piezol in mouse lung fibrosis model can down-regulate Calpain2 and inhibit IL33. Therefore, Piezo1 may inhibit pulmonary fibrosis by regulating its vascular secretion function, but the specific mechanism needs to be elucidated. This project intends to use endothelial cell-specific gene knockout mice and primary HUVECs as research objects, using pathology, cell biology, molecular biology and other research methods to answer the following scientific questions: (1) whether Piezo1 plays role pulmonary vascular endothelial cells of pulmonary fibrosis; (2) whether Piezo1 regulates vascular secretion of endothelial cells to inhibit pulmonary fibrosis; (3) the molecular mechanism of Piezo1 regulating vascular endothelial cell paracrine function. This study will help elucidate the function of vascular endothelial cell Piezo1 in pulmonary fibrosis and provide a new idea for clinical prevention and treatment of pulmonary fibrosis.

肺纤维化可导致发生呼吸衰竭甚至死亡。肺纤维化的发生过程受到肺血管内皮细胞的调控，其方式包括通过血管旁分泌作用进行调节，但其具体调控机制并不清楚。申请人前期发现，Piezo1作为首个被鉴定感受机械力的受体，在小鼠肺纤维化模型中抑制Piezo1可以下调Calpain2，同时抑制IL33。因此， Piezo1在肺血管内皮细胞中可能通过调节其血管分泌功能来抑制肺纤维化，但具体机理尚需阐明。本项目拟以血管内皮细胞特异性基因敲除小鼠以及原代HUVECs为研究对象，采用病理学、细胞生物学、分子生物学等研究手段，回答以下科学问题：（1）肺血管内皮细胞Piezo1是否参与肺纤维化；（2）Piezo1是否调控肺血管内皮细胞的血管分泌功能来抑制肺纤维化；（3）Piezo1调控肺血管内皮细胞分泌功能的分子机制。本研究有助于阐明Piezo1在肺纤维化中的功能与机制，为临床防治肺纤维化提供新思路。

肺纤维化可导致发生呼吸衰竭甚至死亡。肺纤维化的发生过程受到肺血管内皮细胞的调控，其方式包括通过血管旁分泌作用进行调节，但其具体调控机制并不清楚。课题组基于前期研究发现提出“Piezo1通过调控肺血管内皮旁分泌IL33影响肺纤维化的作用与机制研究”这一假设，围绕肺血管内皮细胞Piezo1通过调节IL-33旁分泌参与肺纤维化形成的过程，从肺纤维化患者肺血管内皮细胞Piezo1和IL-33的表达分析、Piezo1对肺纤维化动物模型的干预作用、内皮Piezo1敲基因小鼠肺纤维化程度变化、内皮细胞Piezo1对IL-33调控机制探索等方面展开研究。结果显示: 1、Piezo1在肺血管内皮细胞特异性高表达，肺纤维化过程中Piezo1表达上调。激活Piezo1可以加重博来霉素造模小鼠的肺纤维化程度，抑制Piezo1可以减轻小鼠的肺纤维化程度。2、IL-33在肺血管内皮细胞特异性高表达，在肺纤维化过程中内皮细胞IL-33表达上调，通过IL-33/ST2途径参与肺纤维化形成过程。3、Piezo1参与肺纤维化形成与调控内皮细胞分泌IL-33有关，博来霉素造模肺纤维化小鼠可以通过激活Piezo1上调内皮细胞IL-33表达，通过抑制剂或内皮Piezo1基因特异性敲除可以下调肺纤维化小鼠内皮细胞IL-33表达。4、机械力调节肺纤维化的靶点与内皮细胞Piezo1有关，Piezo1通过Calpain2-STAT3途径调控内皮细胞分泌IL-33，参与肺纤维化形成过程。本研究全面解析Piezo1通过血管内皮调控参与肺部生理和病理过程，同时为机械力稳态破坏的肺纤维化的治疗指出了 新的道路，为其有效防治提供新理论和药物新靶点。