DNA-PKcs在放射诱导肺泡上皮间质转化中的作用及机制研究

Radiation causes radiation-induced pulmonary fibrosis. Fibroblast, as the key cells in pulmonary fibrosis, secretes the collagen with excessive deposition, which is the major contributor of pulmonary fibrosis. One of important sources of fibroblasts is alveolar epithelial mesenchymal transitions (EMT). The mechanism of EMT, especially radiation-induced EMT is still largely unclear. Our previous research revealed that DNA-PKcs, the important player in multiple points through the whole pathways of DNA damage signaling, repair and cellular responses, might play a very important role in the process of EMT. The study is intended to discuss the roles and the mechanism of DNA-PKcs in radiation-induced alveolar EMT，and the possible signal transduction pathway it could be involved. Further more，the 2-3 candidate proteins would be chosen for in vivo study on the effect of targeted gene therapy to prevent RIPF. The frontier theory and knowledge achieved in this project will provide valuable guidance for the development of innovative measures to protect and cure the radiation pulmonary fibrosis.

放射可引起放射性肺纤维化，成纤维细胞是肺纤维化的关键效应细胞，它的一个重要来源是肺泡上皮细胞发生的上皮间质转化（Epithelial mesenchymal transition, EMT），但放射损伤促进肺泡上皮细胞EMT机制不明。我们前期实验室提示DNA放射损伤关键调节分子DNA-PKcs在上述过程中可能发挥重要作用。本研究旨在探讨DNA-PKcs在放射诱导的肺泡上皮细胞 EMT发生中的作用及分子机制, 重点研究是否存在DNA 损伤启动的DNA-PKcs介导EMT的特殊信号通路，以及DNA-PKcs对经典TGF-β/Smad信号通路和非Smad信号通路的影响及调节机制；并筛选2-3个与放射诱导肺泡细胞EMT的密切相关分子，进行放射线诱导靶向基因治疗干预放射性肺纤维化的实验研究。本项目将更加深入地揭示放射所致的EMT发生的分子机制，为放射性肺纤维化的防治提供新的潜在靶点和重要理论依据。

放射可引起放射性肺纤维化，成纤维细胞是肺纤维化的关键效应细胞，它的一个重要来源是肺泡上皮细胞发生的上皮间质转化（Epithelial mesenchymal transition, EMT），但放射损伤促进肺泡上皮细胞EMT机制不明。同时放射能引起DNA损伤。DNA-PKcs是参与DNA双链断裂损伤应答和修复的最重要的效应蛋白。本课题旨探讨DNA-PKcs在放射诱导的肺泡上皮细胞EMT发生中的作用及分子机制，明确DNA-PKcs在放射性肺纤维化中的作用；并筛选以DNA-PKcs为靶的候选药物，为放射性肺纤维化的防护和治疗提供新的潜在靶点和重要理论依据。.本课题首先确定了DNA-PKcs在辐射诱导肺泡上皮细胞EMT中的作用，揭示了放射诱导的肺泡上皮细胞DNA损伤使DNA-PKcs自磷酸化，调控AKT1活性介导Twist1的泛素化降解从而介导EMT的新机制。通过Cas9/sgRNA技术构建了DNA-PKcs基因敲除鼠，体内验证了DNA-PKcs辐射诱导的EMT的新机制，明确了DNA-PKcs缺失会加重放射性肺纤维化。本课题对野生型小鼠和DNA-PKcs缺失小鼠照射后肺组织进行了mRNA测序，通过生物信息学分析揭示DNA-PKcs参与调控EMT、细胞凋亡和细胞增殖等细胞生物学过程。最后，本课题以DNA-PKcs为靶，筛选到放射性肺纤维化的候选药物VND3207，研究揭示VND3207通过在体内外激活肺组织中DNA-PKcs的自磷酸化活性抑制放射导致的肺上皮细胞DNA损伤，通过DNA-PKcs促进辐射后肺上皮细胞的增殖活性、抑制放射诱导肺上皮细胞的凋亡和焦亡，从而减缓RIPF。另外，本课题筛选并初步验证了与DNA-PKcs相互作用蛋白SIK2，在肺泡上皮细胞具有辐射响应，能介导放射诱导肺泡上皮细胞EMT并在RIPF中发挥作用。本课题实验成果可能为放射性肺纤维化的治疗提供新靶点和新方法。..