端粒缩短对肺干细胞衰老和肺间质纤维化的影响

端粒是人类细胞衰老的分子生物钟。实验和临床证据表明端粒酶突变和端粒缩短与人类衰老和疾病的发生发展密切相关。遗传学研究发现，特发性肺纤维化与端粒酶突变和端粒缩短有关。目前，端粒酶突变和端粒缩短导致特发性肺纤维化的病理基础尚不明确。成体干细胞对人体自我修复和组织再生至关重要，越来越多的研究表明衰老与干细胞功能的下降密不可分。肺干细胞参与肺组织的稳态维持和损伤修复，因此端粒缩短很可能通过影响肺干细胞的再生能力和分化功能导致肺组织结构和功能的改变，从而促进了肺组织衰老和肺纤维化的发生。申请人在端粒与成体干细胞衰老研究方面积累了一定的工作基础，并开展了肺干细胞相关的研究工作。本研究拟从干细胞水平探讨端粒缩短与肺衰老和肺纤维化之间的关系，为研究如何防止肺衰老和肺纤维化的发生提供实验基础。

内源性肺干细胞指位于肺组织内能自我更新并在特定条件下分化为肺组织的细胞。肺干细胞参与肺组织的稳态维持和损伤修复。在肺内，衰老可能通过影响肺干细胞的再生能力和分化功能导致肺组织结构和功能的变化。衰老是肺纤维化发病的独立危险因素。该课题为探讨衰老和肺纤维化及肺组织干细胞功能方面进行了一些列研究。.　　课题组首先对不同的肺单细胞分离方式、肺干细胞培养条件、克隆形成条件进行比较，建立和完善了肺干细胞体外培养、克隆形成及其功能研究分析平台；通过该平台课题组对文献报道中不同的表面标记分选出的肺组织干细胞进行体外培养、观察其克隆形成情况及功能，发现CD31－CD45－Sca-1－EpCAM+肺干细胞表面标记策略更适合于区分远端肺组织的上皮干细胞和间质干细胞。.　　在此基础上完成了对博莱霉素致肺纤维化中衰老、萘特异性肺损伤中衰老对肺组织干细胞表型及功能影响的分析。通过建立以上肺损伤小鼠模型来研究在肺损伤修复过程中衰老对小鼠的肺损伤修复能力的影响，进而探讨其肺干细胞的增殖修复能力的差异，以期探讨肺的损伤修复机制。通过比较肺干细胞及肺间质干细胞的数量，发现在正常生理状态下增龄对肺干细胞（包括远端肺上皮干细胞和肺间质干细胞/前体细胞）的数量及比例影响不显著。而在肺损伤修复过程中，肺上皮干细胞和肺间质干细胞/前体细胞的比例下降。在衰老过程中肺损伤修复的能力存在明显的减弱趋势。我们对不同月龄小鼠的肺组织细胞中肌成纤维细胞数量进行分析，提示在衰老过程中导致肺间质干细胞的组成发生了变化，向肌成纤维细胞分化的比例升高。这可能是肺纤维化发生的机制之一，同时可能为衰老更易产生肺组织损伤及病变更严重的原因。.　　与此同时我们还建立不同年龄阶段端粒依赖型衰老小鼠（G1Terc-/-、G2Terc-/-、G3Terc-/-）和野生型对照小鼠。对端粒缩短依赖性衰老对生理和急性肺损伤状态下的肺组织干细胞及肺组织免疫功能进行了分析比较。我们发现在非损伤状态下，端粒依赖型衰老不影响肺组织干细胞的比例，但在金黄色葡萄球菌进行肺支气管灌注引起的急性肺损伤情况下，端粒依赖型衰老小鼠中虽然肺组织中抑制炎症水平的中性粒细胞数在灌注后6小时均较野生型小鼠著升高，但灌注液培养形成的菌落数（CFU）、炎症因子水平亦显著升高，该结果表明虽然端粒缩短小鼠急性肺损伤免疫应激反应较野生型小鼠显著升高，但清除菌能力却显著下降。