Tim-3信号通路在特发性肺纤维化中的作用和机制研究

Idiopathic pulmonary fibrosis is a chronic, progressive interstitial lung diseases of high mortality rate, with the limited availability of means of diagnosis and treatment. How to control the imbalance of the alveolar microenvironment inflammatory pulmonary fibrosis has become a hot topic of research. Although Tim-3 acts as an important immune regulatory protein, it has not yet been reported how Tim-3 works in idiopathic pulmonary fibrosis, especially in inflammatory alveolar microenvironment. In the previous study, we have studied the effects and mechanisms of Tim-3 on macrophage function regulation, and discovered the changes of Tim-3 in alveolar epithelial cells. In this project, we plan to take alveolar inflammatory microenvironment, including alveolar epithelial cells and macrophages, as the main objects of the study, and use bleomycin-induced animal models and in vitro experimental system to carry out the project in multi levels from animals, cells to molecules. Main contents includes: (1) revealing the Tim-3 variation in idiopathic pulmonary fibrosis; (2) clarifying the functions and mechanisms of Tim-3 in alveolar epithelial cells and macrophages; (3) evaluating the feasibility of Tim-3 as a target for diagnosis and therapy in pulmonary fibrosis. Clarification of the variation and internal mechanism of Tim-3 in idiopathic pulmonary fibrosis, will provide some crucial clues to the diagnosis and treatment strategies and supple the important theoretical significance and application value.

特发性肺纤维化是一种慢性、进展性肺间质疾病，致死率高，可现有的诊疗手段效果有限。如何控制失衡的肺泡炎症微环境已成为肺纤维化研究的热点问题。Tim-3具有重要的免疫调控功能，但其在肺纤维化中的作用和机制尚未见报道。在前期研究中，我们系统研究了Tim-3对巨噬细胞功能的调控作用和机制；同时也初步探讨了肺泡上皮细胞中Tim-3的变化规律。本课题拟以肺泡炎症微环境中的肺泡上皮细胞和巨噬细胞为主要研究对象，采用博来霉素诱导的方法建立动物模型，结合体外研究实验体系，从动物、细胞、分子等多层次开展研究。重点内容包括：（1）揭示Tim-3在特发性肺纤维化中的变化规律；（2）阐明Tim-3在肺泡上皮细胞和巨噬细胞中的作用和机制；（3）评价Tim-3作为肺纤维化诊断和治疗靶点的可行性。解读Tim-3在特发性肺纤维化中的变化规律和内在机制，将为疾病的诊疗策略提供重要的线索和补充，具有重要的理论意义和应用价值。

特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)是一种慢性、进展性肺间质疾病，致死率高，但诊疗手段有限。在肺纤维化的进展过程中，功能异常的肺泡巨噬细胞在其中发挥了关键作用。因此，如何通过调控肺泡巨噬细胞等的异常状态进而纠正失衡的肺泡炎症微环境，已成为肺纤维化研究的热点问题。T细胞免疫球蛋白及粘蛋白-3（T cell immunoglobulin and mucin-3，Tim-3）是表达于巨噬细胞表面的关键免疫调控分子。我们在前期研究中发现，Tim-3在肠癌、肠炎、脓毒血症等多种疾病环境中参与调控巨噬细胞的活化和极化进程，对疾病的转归产生重要影响；不过，Tim-3在肺纤维化中的作用尚缺乏系统研究。.本研究以博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型为主要研究策略，聚焦肺泡巨噬细胞，系统探讨Tim-3在IPF中的变化和作用机制。我们的实验分为两部分开展。一是体内实验研究：①建立博来霉素诱导的小鼠IPF模型，明确Tim-3的变化规律。②利用Tim-3转基因小鼠建立IPF模型，监测病情进展情况、肺泡巨噬细胞功能状态。③开展巨噬细胞清除和过继转移实验，明确Tim-3/巨噬细胞在肺纤维化中的作用。二是体外实验研究：①明确Tim-3表达对博来霉素的反应性。②明确Tim-3对巨噬细胞功能的影响和机制。.我们的研究结果表明：（1）GEO数据库患者样本分析和肺纤维化小鼠模型的结果显示，纤维化肺组织中的Tim-3水平显著增加。（2）相比于野生型小鼠，Tim-3转基因小鼠肺纤维病情加重。（3）Tim-3主要表达在肺泡巨噬细胞表面，并且在肺纤维化进程中表达量升高。（4）肺泡巨噬细胞清除后，Tim-3促进肺纤维化的作用被逆转。（5）过继转移了Tim-3转基因小鼠巨噬细胞的野生型小鼠，肺纤维化病情更重。（6）巨噬细胞在博来霉素的干预下，Tim-3反应性上调。（7）上调Tim-3表达后，博来霉素诱导的TGF-β1等表达增加，反之，下调则减少。.基于以上研究，我们初步明确了Tim-3通过调控肺泡巨噬细胞功能，调节TGF-β1等分子的表达，进而影响了IPF转归的分子机制。本研究为靶向Tim-3治疗IPF提供了重要的实验室基础，并为从免疫调控角度干预IPF提出了新的理论依据和思路。