炎症细胞中DNA损伤对肺损伤的免疫调控作用机制研究

The pathological process of acute lung injury (ALI) is constantly accompanied by activation of DNA damage response, which may subsequently induce secretion of pro-inflammatory factors and stimulate innate immune response. However, the mechanism underlying the immune regulation of ALI by DNA damage repair remains largely unclear. Our previous work has revealed the essential function of PICH and MUS81 in DNA damage repair(Nature 2015，Nature Cell Biol 2013)，where cellular response to stress following injuries is the key determination of pathological alterations during inflammation (JACI 2017). By using cell culture techniques and ALI animal models generated in PICH-/-, EME-/- mice and MUS81 f/f, PICHf/f mice crossed with CC10-Cre (airway epithelial cells), SPC-Cre (Alveolar type II epithelial cells), VAV-Cre（Hematopoeitic stem and progenitor cells）, LysM-Cre (Hematopoeitic cells), CD11b-Cre (Macrophages) or CD11C-Cre (Dendritic cells) mice, this project aims to define the impact of DNA damage repair on immune-pathological regulation in ALI and granulocyte development, with a mechanistic dissection that may provide potential targets for ALI treatment.

急性肺损伤（ALI）的病理过程总是伴随着DNA损伤，而DNA损伤不仅可以诱导前炎症因子的释放，还可以激活固有免疫系统。但DNA损伤修复对肺损伤的免疫调控机制尚不清楚。本课题组前期研究揭示PICH、MUS81等蛋白在DNA修复中的关键作用（Nature 2015、Nat Cell Biol 2013），而细胞对损伤的应激反应是决定炎症病理的基础（JACI 2017）。本项目利用PICH-/-、EME1-/-、MUS81 f/f、PICH f/f，以及靶向气道上皮细胞（CC10-Cre）、肺泡II型上皮细胞（SPC-Cre）、造血干祖细胞（VAV-Cre）、髓系细胞（LysM-Cre）、巨噬细胞（CD11b-Cre）和树突状细胞（CD11c-Cre）等小鼠，通过ALI动物模型、细胞培养等方法，研究DNA损伤修复对ALI的免疫病理调控，以及对粒细胞发育的调控作用机制，为ALI提供潜在的治疗靶点。

急性肺损伤的病理过程总是伴随着DNA损伤，而DNA损伤不仅可以诱导前炎症因子释放，还可以激活固有免疫系统。但DNA损伤修复对肺损伤的免疫调控机制尚不清楚。本课题利用PICH、MUS81、RAD50等基因敲除小鼠，构建小鼠急性肺损伤模型，研究DNA损伤修复对ALI的免疫病理调控，以期为急性肺损伤提供潜在的治疗靶点。研究发现在急性肺损伤病理过程中，LPS干预导致线粒体ROS水平升高，引起线粒体DNA损伤并释放到胞质中。DNA损伤修复蛋白RAD50可识别胞质中游离的dsDNA，并激活STING-NF-κB信号，引起巨噬细胞炎症。髓系特异性敲除RAD50可抑制STING介导的NF-κB信号，从而缓解巨噬细胞炎症反应，抑制肺部炎症，提高生存率。提示RAD50可能是急性肺损伤的潜在干预靶点。此外本项目研究还通过高通量测序，鉴定了274个上皮细胞DNA损伤热点区域高分辨率基因图谱，为阐明相关位点在急性肺损伤炎症中的调控机制研究奠定了基础。