IL-33/ST2活化肺泡Ⅱ型上皮细胞在急性肺损伤失控性炎症反应中的作用机制研究

Uncontrolled pulmonary inflammation lies at the center of the pathology of acute lung injury (ALI) /acute respiratory distress syndrome(ARDS). In our previous study we found that over-expression of IL-33 leads to progression of inflammation in ARDS. We further found that alveolar epithelial typeⅡcell (AT-II) might be the target cell of IL-33. IL-33 can activate different signal transduction pathways in AT-II, and result the release of pro-inflammatory cytokines. On this basis, we put forward the hypothesis: abnormal high expression of IL-33 activate JAK/STAT3、PI3K/Akt、and p38/MAPK signaing pathways in AT-II. It then promote uncontrolled pulmonary inflammation of ALI/ARDS. In this study, we will utilize an in vitro AT-II cell injury model and in vivo lung injury in mice. IL-33(-/-) mice、adenovirus vector、gene chip hybridization、molecule inhibitors、immunofluorescence、flow cytometry、WB、ELISA and Realtime-PCR technologies will be used. We will certificate the effects of IL-33 in AT-II cells and its underlying molecular mechanism of uncontrolled pulmonary inflammation of ALI/ARDS. This may offer a novel therapeutic strategy for ARDS/ALI.

失控性炎症反应是引起 ALI/ARDS的中心环节。我们前期证实IL-33在ARDS中表达异常升高，发挥炎症促进作用。进一步发现AT-II细胞是IL-33作用靶点；IL-33能激活AT-II细胞内多条信号通路，诱导致炎因子释放。在此基础上，提出“ALI/ARDS中IL-33异常表达升高，其通过JAK/STAT3、PI3K/Akt、p38/MAPK等信号通路活化AT-II细胞，促进失控性炎症，推动ALI/ARDS进程”的假说。拟于人AT-Ⅱ细胞损伤模型和小鼠肺损伤模型中，使用IL-33R(－/－)基因敲除小鼠、腺病毒载体、基因芯片杂交、小分子抑制剂，结合免疫荧光、流式细胞术、WB、ELISA、Realtime-PCR等技术；从分子水平、细胞和动物模型揭示IL-33活化AT-Ⅱ细胞在ALI/ARDS失控性炎症中的作用和分子机制，为阐明ALI/ARDS发病机制提供基础研究证据，开拓其防治新思路。

目前普遍认为ALI以肺泡损伤，炎症反应，细胞因子诱导，中性粒细胞聚集为特征，重点是肺内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤的机制。但ARDS代表对各种病因的刻板印象。它通过不同的阶段进行，从肺泡毛细血管损伤开始，到肺部消退，最终在纤维增殖阶段。在ARDS中看到的损害的标志是它不统一。不受控制的炎症是ALI中的一个中心问题，并且了解如何调节这种炎症对于抑制过度炎症的新疗法的发展是重要的。我们前期证实IL-33在ARDS中表达异常升高，发挥炎症促进作用。进一步发现AT-II细胞是IL-33作用靶点；IL-33能激活AT-II细胞内多条信号通路，诱导致炎因子释放。在此基础上，提出“ALI/ARDS中IL-33异常表达升高，其通过JAK/STAT3、PI3K/Akt、p38/MAPK等信号通路活化AT-II细胞，促进失控性炎症，推动ALI/ARDS进程”的假说。通过研究，我们证实了IL-33在肺源性ALI/ARDS中具有重要炎症促进作用和HMGB1对ALI条件下IL-33的表达具有调控作用，发现并提出IL-33在不同诱因ARDS/ALI中的差异性作用及分子机制。进而发现自噬对同属IL-1家族的另一重要细胞因子IL-1β具有调控作用，探讨了多种炎症介质在ARDS/ALI中的作用，以及与IL-33级其家族的关系。并且应用基础的角度，以课题研究为基础探讨了PGRN、血浆代谢组学与ARDS/ALI免疫机制结合，进一步开展临床治疗与早期识别的探索性机制研究。项目执行期间，已发表SCI论文4篇，CSCD期刊论文2篇，申请国家发明专利1项，研究结果被Society of Critical Care Medicine’s (SCCM) 47th Critical Care Congress录用并壁报交流。本项目的研究为临床寻找ARDS早期诊断和动态评估的生物标记物提供了临床和基础的研究证据。