巨噬细胞自噬正反馈促进M2巨噬细胞极化对COPD小气道重塑的影响

Macrophages play a key role in coordinating inflammation, the formation of emphysema, and the destruction of lung parenchyma in patients with COPD. Our previous study found by establishing COPD mouse model，the number of macrophages and M2 macrophages in lung lavage fluid and lung tissue of COPD mice was significantly increased, which was closely related with lung function and lung parenchymal injury. Recent studies have shown that autophagy has a key regulatory role in the macrophage polarization, we found that interfering with macrophages with cigarette smoke extract can induce the increase of macrophage autophagy， but at present there is no report on the effect and mechanism of macrophage autophagy on M2 macrophages in COPD. In this study, we observe the effect of macrophage autophagy on M2 macrophage and its mechanismthe from COPD patients, animal models and cell levels and through constructing the specific macrophages autophagy decline gene knockout (ATG5mye△) COPD mice，thus, it was confirmed that smoking can cause macrophage autophagy，then it positively acts on macrophages through the STAT3 pathway, leading to its conversion to the M2 phenotype, and which participates in the development of small airway remodeling in COPD, thereby providing new ideas and directions for clinical treatment.

巨噬细胞在协调COPD患者炎症、肺气肿的形成以及肺实质破坏过程中发挥着关键作用。我们前期通过构建COPD小鼠模型发现，COPD小鼠肺泡灌洗液及肺组织中巨噬细胞及M2型巨噬细胞数量显著增加，且与肺功能及肺实质损伤密切相关。近来有研究显示自噬在巨噬细胞极化中具有关键的调节功能，我们发现用香烟提取物干预巨噬细胞后可引起巨噬细胞自噬增加，但是目前在COPD中巨噬细胞自噬对M2型巨噬细胞的影响及其机制尚无报道。本研究拟从COPD患者、动物模型和细胞水平并通过构建特异性巨噬细胞自噬功能下降基因敲除（ATG5mye△）COPD小鼠观察巨噬细胞自噬对M2型巨噬细胞的影响及机制，从而证实吸烟可引起巨噬细胞自噬，其自噬后通过STAT3通路正反馈作用于巨噬细胞，导致其向M2表型转化并参与COPD小气道重塑的发生，从而为临床治疗提供新的思路和方向。

慢性慢性阻塞性肺疾病（COPD）是全球第三大死亡原因的疾病，其主要的危险因素是吸烟，巨噬细胞在协调COPD患者炎症、肺气肿的形成以及肺实质破坏过程中发挥着关键作用。近来有研究显示自噬在巨噬细胞极化中具有关键的调节功能，但是目前在COPD中巨噬细胞自噬对M2型巨噬细胞的影响及其机制尚无报道。本研究通过构建正常对照、COPD、ATG5mye△以及ATG5mye△COPD小鼠模型发现，COPD组小鼠肺气肿明显、炎症细胞浸润增加、M2型巨噬细胞比例显著升高（F4/80+CD206+细胞数升高)、肺组织胶原纤维增加、E-cadherin表达减少、N-cadherin表达增加，ATG5mye△COPD组小鼠则与COPD小鼠出现相反的情况，同时通过双重免疫荧光检测发现COPD组小鼠中CD206+LC3B+、CD206+P62+、CD206+AGT5+双表达细胞数明显增加，以上结果说明COPD中M2型巨噬细胞比例增加，且自噬蛋白表达增加与M2型巨噬细胞密切相关，M2型巨噬细胞增加可影响小气道重塑。本研究同时发现COPD小鼠肺组织中自噬相关蛋白（LC3B、P62、ATG5）的表达显著升高；在浓度不同的香烟烟雾（CSE）干预 RAW264.7细胞24、48小时后发现，CSE干预组自噬相关蛋白（LC3B、P62、AGT5）表达水平较对照组明显上升，且随着CSE干预的浓度升高，表明CSE可促进巨噬细胞自噬。我们通过收集各模型组骨髓来源原代巨噬细胞（BMDMs）发现，发现COPD组p-STAT3（信号转导和转录激活因子 3）/STAT3 蛋白表达水平、M2型巨噬细胞相关细胞因子表达上升，而ATG5mye△COPD组较COPD组有所下降，加入雷帕霉素后可逆转此现象，这说明巨噬细胞自噬可促进M2型巨噬细胞极化，接着我们通过使用p-STAT3抑制剂干预BMDMs 细胞发现可抑制巨噬细胞向M2型巨噬细胞极化。以上结果表明，吸烟可引起巨噬细胞自噬，其自噬后再通过STAT3通路正反馈作用于巨噬细胞，导致其向M2表型转化，从而参与COPD小气道重塑的发生，为COPD临床治疗提供新的思路和方向。