晚期糖基化终末产物受体参与急性呼吸窘迫综合征细胞外基质重塑的机制

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) has high mortality and its mechanism is complex. The prognosis is affected by the repair process such as fibrosis of alveolar cells and remodeling of extracellular matrix (ECM). The receptor of advanced glycation end products (RAGE) is involved in the progress of ARDS. The regulation mechanism of RAGE in ECM remodeling in ARDS is not fully understood. The experiments are performed both on lung epithelial cells and in LPS-induced ARDS animal model in order to figure out the relationship among RAGE, matrix metalloproteinase/metal matrix protease inhibitors (MMPs/TIMPs) and ECM remodeling. RT-PCR, western blotting, confocal microscope and other technologies are used to measure the activation of MAPKs/NFκB pathway, and the expression of RAGE, MMPs/TIMPs following the stimulation, to determine the cross talk and interaction of RAGE, MMPs/TIMPs and ECM remodeling during the procedure of ARDS. This study is designed to investigate the novel axis of RAGE- MMPs/TIMPs-ECM remodeling in ARDS, and provide a theoretical basis for the treatment of ARDS.

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）病死率高，发病机制复杂。在ARDS的肺修复过程中，细胞外基质（ECM）的重塑是影响ARDS预后的主要因素。研究表明晚期糖基化终末产物受体（RAGE）参与了ARDS发生发展过程中，但RAGE是如何参与ARDS后ECM重塑的机理，尚不明了。本课题利用脂多糖（LPS），构建肺上皮细胞和实验动物的ARDS模型，应用RT-PCR、免疫蛋白印记和激光共聚焦显像等技术，研究ARDS细胞和动物模型的MAPKs/NFκB信号通道的激活、RAGE表达、金属基质蛋白酶/金属基质蛋白酶抑制物（MMPs/TIMPs）激活和降解之间的相互作用关系，探索ARDS过程中RAGE、MMPs/TIMPs参与肺ECM重塑的调控机制，为治疗ARDS提供相应的理论依据。

许多证据表明细胞外基质重塑（ECM）参与了ARDS病程，本项目在细胞和动物模型上，研究RAGE/MMPs/TIMPs参与ARDS的调控机制。在使用MAPK信号通路的抑制剂SB203580（10μM）进行预处理的A549细胞上，采用LPS（10μg-1ml-1）或TNFα刺激后，检测细胞的RAGE、MMPs、TIMPs的表达，western blotting检测细胞的磷酸化p38MAPK(p-p38MAPK)蛋白，共聚焦显微镜（CLSM）观察p-p38MAPK的细胞核转移表达情况。在大鼠模型上，经尾静脉注射SB203580（5mg-1·kg-1）对大鼠预处理30分钟后，再气管内滴注LPS（5mg-1·kg-1），western blotting检测，免疫组织化学方法检测RAGE/MMPs/TIMPs蛋白在大鼠肺组织中的表达布及变化。结果如下：1、与正常对照组相比，LPS刺激后，细胞RGAE、MMP2、MMP9、TIMP1表达上调。LPS使细胞的p-p38MAPK蛋白的表达升高，SB203580预处理能抑制细胞p-p38MAPK蛋白的升高表达；荧光染色及CLSM观察显示，使用LPS后出现p-p38MAPK蛋白的核转移，使用SB203580预处理能抑制p-p38MAPK蛋白的核转移。2、与对照组相比，LPS使大鼠肺组织匀浆的RGAE、MMP2、MMP9、TIMP1表达上调（P＜0.05），SB203580的预处理能抑制上述蛋白的表达的上升（P＜0.05），免疫组织化学染色观察到RGAE、MMP2、MMP9、TIMP1蛋白主要分布于肺泡上皮细胞，LPS使大鼠肺泡上皮细胞上述蛋白表达增多，SB203580预处理能抑制LPS对上述蛋白的上调作用。3、使用SB203580预处理可以减少ARDS大鼠肺组织胶原沉积。结论：LPS可能通过激活p38MAPK信号通路，调控RGAE、MMP2、MMP9、TIMP1的表达，介导了ARDS的ECM过程。此外，项目组成员还进行了miR-34a-5p及其靶基因MMP2在ARDS患者外周血中的表达及其临床意义的研究，结果提示：ARDS患者血清MMP2呈高表达且miR-34a-5p或可靶向调控MMP2参与ARDS发生发展。