抗β2-肾上腺素受体自身抗体通过调控MMP-9表达参与COPD相关肺气肿的发生发展

基本信息
批准号:81670034
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:贺蓓
学科分类:
依托单位:北京大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨薇,杜毅鹏,王娟,胡嘉艺,张艺伟
关键词:
β2肾上腺素受体自身抗体肺气肿蛋白酶/抗蛋白酶失衡基质金属蛋白酶9肺泡巨噬细胞
结项摘要

COPD patients with severe emphysema have lower survival rate and there is no effective treatment yet. Protease-antiprotease imbalance is the main pathogenesis of COPD related emphysema, MMP-9 is one of the key proteases involved in this regulation. We previously showed that anti beta-2 adrenergic receptor autoantibodies (β2-AAbs) in the serum of patients with COPD increased and was positively correlated with RV% predicted. Rats serum β2-AAbs levels, lung MMP-9 expression were increased and showed emphysema-like changes in the lung after repeatedly immunized with polypeptide of rat beta 2-adrenergic receptor extracellular second loop. Stimulation of β2-AAbs in rat alveolar macrophage cell line caused increased MMP-9 expression through β2-AR. Passive smoking, active and passive immunization rat models will be applied in this research to determine the function of β2-AAbs in the occurrence and development of chronic obstructive related emphysema. Alveolar macrophages will be applied to observe the MMP-9 expression changes and explore the underlying molecular mechanism. The different signaling pathways will be compared between the agonist and β2-AAbs stimulation. The following chemical molecules, gene knockout intervention and small sample clinical study will be carried out to further clarify the relationship between β2-AAbs and emphysema, thus providing new clues for inhibiting the occurrence and development of pulmonary emphysema.

严重肺气肿导致COPD患者生存率下降,目前尚无有效治疗方法。蛋白酶-抗蛋白酶失衡是COPD相关肺气肿的主要发病机制,MMP-9是参与此调节的关键蛋白酶之一。我们前期发现COPD患者血清中抗β2-肾上腺素受体自身抗体(β2-AAbs)水平升高,与残气量占预计值百分比呈正相关;预实验使用β2AR胞外第二环肽段主动免疫大鼠,血清β2-AAbs水平升高、肺部MMP-9增加,出现肺气肿。用β2-AAbs刺激大鼠肺泡巨噬细胞系,可通过β2AR介导MMP-9表达。本研究拟制备烟雾暴露、主动、被动免疫大鼠模型,确定β2-AAbs在COPD肺气肿发生发展中的作用,观察肺泡巨噬细胞中MMP-9的表达变化规律,探讨β2-AAbs调节MMP-9表达的分子机制及与β2AR激动剂经典信号通路的差别。继采用化学分子、基因敲除等干预;进行小样本临床研究,进一步明确β2-AAbs与肺气肿的关系,为抑制肺气肿病程提供新依据。

项目摘要

背景:慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是以不可逆的气流受限为主要特征的疾病,肺气肿是其重要的病理表现之一,肺气肿患者体内出现大量循环自身抗体并与肺气肿的严重程度相关,β2-肾上腺素受体自身抗体(β2-adrenergic receptor autoantibody,β2-AAbs)是否与肺气肿相关尚无报道,本研究通过对β2-AAbs在肺气肿中的作用进行深入研究,寻找改善肺气肿预后的方法。方法:1.慢性香烟烟雾暴露(CS)诱导大鼠肺气肿,观察血清β2-AAbs水平变化和与肺气肿的关系;观察β2-AR胞外第二环多肽主动免疫和主动免疫联合CS是否诱导或加重大鼠肺气肿,检测大鼠肺部基质金属蛋白酶-9 (MMP-9)表达,观察地塞米松和普萘洛尔干预是否降低血清β2-AAbs水平及改善肺气肿;2.检测吸烟者血浆β2-AAbs水平,分析其与肺气肿严重程度的关系;3.纯化β2-AAbs刺激肺泡巨噬细胞(Alveolar Macrophage, AM),检测下游经典和非经典通路的激活情况及MMP-9表达,干预β2-AR下游经典/非经典信号转导分子探讨β2-AAbs促进AM细胞MMP-9表达的机制。结果:1.CS大鼠血清β2-AAbs水平升高且与MLI正相关(r=0.370, P=0.036);β2-AR胞外第二环多肽主动免疫大鼠血清β2-AAbs水平明显升高,MLI增大(77.05±2.65vs94.10±10.86μm),RV增大(0.99±0.29vs1.90±0.28ml),且肺组织MMP-9表达升高,主动免疫联合CS加重肺气肿且不能被地塞米松和普萘洛尔抑制;2.吸烟者血浆β2-AAbs水平与RV%pred及RV/TLC正相关(r=0.454, P<0.001;r=0.455, P<0.001),高血浆β2-AAbs水平组肺气肿评分更高;3.纯化的β2-AAbs促进AM细胞NF-κB磷酸化和MMP-9表达且不能被β-AR拮抗剂普萘洛尔抑制,siRNA敲减β-arrestin1/2可明显抑制β2-AAbs刺激后AM细胞NF-κB磷酸化及MMP-9表达。结论:1.吸烟者以及CS大鼠中,循环β2-AAbs水平与肺气肿相关;2.β2-AAbs主动免疫加重大鼠肺气肿,促进肺组织MMP-9表达;3.β2-AAbs通过β-arrestin2依赖方式促进AM细胞MMP9表达。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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