Ac-SDKP与ACE-Ang II-AT1轴/ACE2-Ang(1-7)-Mas轴交互作用对矽肺纤维化的调控及其机制

Silicosis is one of the most severe occupational diseases in China. We demostrated that Ac-SDKP have a anti-silicosis effect. Although Ac-SDKP can be hydrolyzed by ACE, it can attenuate myofibroblast differentiation and collagen deposition by regulating the expression of type I Ang II receptor (AT1). Therefore, this study proposes to use silicotic rat model combined with genetically knockout mouse model and cell culture, and consider the regulation of RAS axis the starting point, to explore how the interaction between Ac-SDKP and ACE- Ang II -AT1/ ACE2 -Ang (1-7) -Mas axis affects the pathogenesis of silicosis, and how these three regulate myofibroblast differentiation from fibroblast or type II alveolar epithelium cell via the three layers of receptor-signal transduction pathway-transcriptional regulation, to further reveal the molecular mechanism of the anti-silicotic effect of Ac-SDKP. This study provides new ideas for exploring the pathogenesis mechanism of silicosis, selecting an effective therapeutic target for silicosis and preventing silicosis.

矽肺是我国最严重的职业病。课题组前期发现肾素-血管紧张素系统(RAS)活性肽N-乙酰基-丝氨酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸(Ac-SDKP)具有抗矽肺纤维化作用。虽然Ac-SDKP可被血管紧张素转化酶(ACE)降解，但同时亦可通过调控血管紧张素(Ang)II受体AT1表达，抑制肌成纤维细胞的分化和胶原合成。本研究拟通过矽肺大鼠模型，结合相关基因敲除小鼠模型和体外细胞培养的实验设计，以RAS靶向轴调控为研究的切入点，探讨Ac-SDKP与ACE- Ang II -AT1轴和ACE2 -Ang(1-7) -Mas轴的交互作用在矽肺形成中的作用，以及三者如何通过受体-信号转导途径-转录调控三个不同的层面，调控成纤维细胞/肺泡II型上皮细胞向肌成纤维细胞的分化，进一步揭示Ac-SDKP抗矽肺纤维化作用的分子机制。这将为深入探讨矽肺发生机制、选择有效的矽肺治疗靶点和矽肺纤维化的防治研究提供一些新的思路。

尘（矽）肺病是最常见和危害最为严重的职业病。2010年以来，我国尘肺新发病例每年超过2万例，累计病例数已达到 80 余万例。寻找调控尘（矽）肺病发生新靶点并研发拮抗尘（矽）肺病新药物是职业病研究领域的重点，具有重要科学价值与临床意义。本项目采用大鼠、小鼠（ACE2转基因与ACE/ACE2基因敲除）矽肺模型，肌成纤维细胞转化模型与人体尘（矽）肺标本，观察了尘（矽）肺病变特点，并结合细胞生物学、分子生物学等方法，研究与探讨了 Ac-SDKP 与RAS靶向轴交互调控作用，在抑制矽肺纤维化进程中的作用与机制。发现：（1）Ac-SDKP通过下调矽肺大鼠ACE-Ang II-AT1轴活性/上调ACE2-Ang (1-7)-Mas轴活性，拮抗矽肺纤维化发生与发展，并能改善矽肺大鼠肺功能。而Ang (1-7)上调矽肺大鼠meprin-α表达，促进Ac-SDKP生成。Ac-SDKP与RAS两个靶向轴间交互调控，在抑制矽肺纤维化发生发展中发挥着重要作用。（2）ACE2转基因小鼠模型趋势是ACE2-Ang（1-7）-Mas轴活性升高，而ACE-AngII-AT1轴活性相对降低，矽肺纤维化病变程度有所减轻。与野生型染尘小鼠比较，在ACE敲除小鼠模型中，α-SMA和I型、III型胶原在肺内表达减少，矽肺纤维化程度减轻，肺功能得到改善。而ACE2敲除小鼠具有相反结果。（3）Ac-SDKP通过对RAS靶向轴中重要因子（包括ACE、AT1/ACE2、Mas）调控，抑制Ang II诱导的肺成纤维细胞/肺泡II型上皮细胞向肌成纤维细胞转化和胶原蛋白合成，其中多条信号转导通路（ERK、ROCK、cAMP、S-mad2/3）参与调控机制。（4）正常大鼠和染尘大鼠，肺“成纤维细胞”RAS存在差异，染尘大鼠肺“成纤维细胞”，ACE-Ang II-AT1轴中一些重要因子表达高于正常大鼠肺“成纤维细胞”，而ACE2-Ang (1-7)-Mas轴中一些重要因子表达则低于正常大鼠肺“成纤维细胞”。（5）Ac-SDKP通过活化Ang II-cAMP信号、稳定Ac-α-Tub表达、缓解由内质网应激引发的Caspase-12、PERK/eIF2α/CHOP通路激活，抑制SiO2诱导的大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞凋亡，发挥其抗矽肺纤维化作用。这些研究对于尘（矽）肺防治具有重要意义，也为将Ac-SDKP开发成抗纤维化新药提供重要依据。