ROS-PTEN-ROS对肺纤维化发展的影响及PTEN的抗肺纤维化作用

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a devastating, progressive fibrosing interstitial pneumonia with unknown aetiology and unclear pathogenesis, thus it is urgent to increase knowledge and explore effective treatment of this disease. This study bases on the hypothesis that phosphatase and tensin homologue delteted on chromosome ten (PTEN) plays an essential role in the development of pulmonary fibrosis through the positive feedback of "reactive oxygen spcies (ROS)-PTEN-ROS". Firstly,we intend to detect changes of PTEN expression and activation in lung tissue and fibroblasts from IPF patients, which may be related to the levels of oxidative stress, the severity of pulmonary fibrosis and fibroblast phenotype transformation, collagen production and deposition. Secondly, we will investigate the changes of ROS and PTEN expression,phenotype transformation and function changes of human pulmonary fibroblasts after the treatment of H2O2, siRNA and PTEN-expressing plasmid,respectively, and then prove the key role of PTEN in lung fibrosis by forming the positive feedback of ROS-PTEN-ROS,and the protective effect of PTEN overexpression.Thirdly,the mice models of bleomycin induced pulmonary fibrosis will be used to confirm the effects of PTEN-expressing plasmid treatment on pulmonary fibrosis, the expression of ROS and PTEN related biomarkers, and then to reveal the potential treatment target of pulmonary fibrosis. Finally, we intend to evaluate some PTEN-related biomarkers for the diagnosis and prognosis of IPF based on a large clinic cases.

特发性肺纤维化（IPF）是一种病因和发病机制不清，预后很差的疾病，亟需认识其关键机制，探索新的治疗。本项目基于 "PTEN是肺纤维化发展的重要靶点及PTEN通过形成ROS-PTEN-ROS反馈影响肺纤维化发展"的假设，以IPF患者来源的肺组织和肺成纤维细胞为基础，检测PTEN表达量及活性变化，观察该变化与氧化应激、肺纤维化严重度及成纤维细胞表型转化、胶原产生的关联。观察肺成纤维细胞分别经过H2O2、siRNA和PTEN质粒处理后，ROS、PTEN表达和失活、成纤维细胞表型和功能的变化，以证实PTEN是肺纤维化发展的重要靶点，并通过形成ROS-PTEN-ROS反馈影响肺纤维化，过表达PTEN具有保护作用。以小鼠肺纤维化模型验证PTEN质粒治疗对肺纤维化及ROS、PTEN相关标志物表达影响的效应，提示治疗新靶点。以较大样本IPF病例评价PTEN相关的生物学标志物预测IPF病情和预后的价值。

本项目以特发性肺纤维化（IPF）是一种肿瘤增殖性失调疾病为出发点，探讨研究抑癌基因PTEN在IPF发病机制中的作用，以及导致IPF患者PTEN表达改变的相关机制。我们研究发现抑癌基因PTEN在IPF患者肺组织成纤维细胞灶及IPF成纤维细胞中都明显降低，利用siRNA降低正常成纤维细胞中PTEN的表达，证实成纤维细胞PTEN表达降低能促使成纤维细胞表达α-SMA，分泌大量胶原，转变为肌成纤维细胞，明显增加成纤维细胞的增殖能力，抵抗氧化应激的能力，以及具有更强的运动性，穿过细胞外基质的能力，表现出IPF成纤维细胞的细胞学特性。通过对PTEN下游通路的深入探讨研究我们发现PTEN表达降低可通过影响多条信号通路（PI3K/Akt信号通路，HAS2-MMP9途径以及TGF-1合成与表达）调控成纤维细胞的表型改变。进一步我们发现去泛素化酶USP13通过PTEN泛素化影响成纤维细胞PTEN蛋白的表达水平，说明USP13-PTEN通路可能在IPF发病机制中发挥重要的调控作用。