鞘氨醇1磷酸酯裂解酶1通过调节鞘氨醇磷酸酯和肺成纤维细胞自噬参与肺纤维化的机理研究

Pulmonary fibrosis (PF) is a chronic and progressive interstitial lung disease. Our previous investigations indicated that sphingosine-1-phosphate (S1P) level in lung tissue correlates to pulmonary fibrogenesis, contributes to the differentiation and activation of pulmonary fibroblast, while the detail mechanisms are still elusive. In this project, we will use the bleomycin (BLM) induced pulmonary fibrosis model to check the role of sphingosine-1-phosphate lyase (SGPL1) in pulmonary fibrogenesis, compare the fibrogenesis in wild type (WT) and SGPL1+/- mice through immunohistochemical staining and western blot, and analyze the S1P level in those mice by LC/MS. Next, we will isolate pulmonary fibroblast from WT and SGPL1+/- mice and check the role of SGPL1/S1P in autophagy during fibroblast differentiation by electric microscopy and western blot. Additionally, we will try to up-regulate SGPL1 expression in mouse lung tissue through lentivirus administration, regulate the S1P content in lung tissue and protect pulmonary fibrogenesis in mouse. This project will reveal the role of SGPL1 in pulmonary fibrogenesis, especially in autophagy and differentiation in pulmonary fibroblast, and suggest that SGPL1 may be a novel therapeutic target of pulmonary fibrosis.

肺纤维化是一种常见的慢性致死性肺损伤疾病。我们的既往研究表明：鞘氨醇磷酸酯（S1P）水平伴随着肺纤维化的病程而变化，参与调节肺成纤维细胞的功能以及肺纤维化，然而其作用机理尚不明确。本项目拟通过：1)建立Bleomycin (BLM)诱导的小鼠肺纤维化模型，在基因敲除小鼠(SGPL1+/- )中通过免疫组化染色和蛋白印迹等，研究鞘氨醇1磷酸酯裂解酶1(SGPL1)与肺纤维化病程的相关性；利用高效液相/质谱法分析肺纤维化过程中S1P水平的变化；2）分离培养成年小鼠肺成纤维细胞，通过电子显微镜和蛋白印迹等手段，研究S1P 对细胞自噬和分化的调节作用；3）探讨应用慢病毒载体在小鼠肺部强制表达SGPL1，进而调节组织内S1P水平，抑制肺纤维化的可行性。本课题将进一步阐明SGPL1通过调节S1P水平，进而影响肺成纤维细胞的自噬，分化和增殖，是肺纤维化的重要病理生理机制，为临床治疗肺纤维化提供新思路。

肺纤维化是一种常见的慢性致死性肺损伤疾病。我们的既往研究表明:脂类小分子，如鞘氨醇磷酸酯(S1 P)，心磷脂（cardiolipin，CL）, 的总体水平及其代谢伴随着肺纤维化的病程而变化，参与调节肺成纤维细胞的功能以及肺纤维化，然而其内在机理尚不明确。该项目首先系统的研究了S1P代谢相关的酶，鞘氨醇1 磷酸酯裂解酶1 （SGPL1）在肺纤维化过程中的作用，以及其内在的分子生物学机制。研究证明SGPL1在肺纤维化的后期表达量上调，并且通过调节细胞内的S1P水平进一步调节细胞自噬，最终影响肺成纤维细胞的分化，而且我们通过对临床数据的进一步分析也证明SGPL1的表达量与病人的肺功能以及生存时间正相关。然后我们进一步研究了，CL代谢相关酶，LYCAT在肺成纤维细胞分化过程中的作用和分子生物学机制。我们的研究证明了，LYCAT在肺成纤维细胞中的表达与肺成纤维细胞的分化正相关，并且受TGF-β/SMAD信号通路的调控而增加；LYCAT能够通过调节细胞中NOX4的表达进一步调节线粒体和细胞质内自由基的含量，最终抑制TGF-β诱导的细胞分化进而达到抑制肺纤维化的作用。最后，我们拓展性的研究了S1P代谢相关蛋白（SPHK1， SPHK2，SGPL1）在非小细胞肺癌中的临床作用。我们研究这这些酶的表达量与非小细胞肺癌病人生存率的相关性，证明S1P代谢相关酶是一类新的治疗肺癌的靶点。课题的研究结果为肺纤维化的病理发展理论补充了新的知识，同时也为加深认识脂类小分子（S1P和CL）在肺纤维化过程中的重要功能，对于今后治疗肺纤维化靶点药物开发也提供了新思路和重要靶点。