蛋白酪氨酸磷酸酶Shp2作为COPD小气道纤维化潜在治疗靶点

The small airway fibrosis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) has been extensive attention, but there is no specific treatment. Smoking is a major risk factors of COPD. Our previous studies have proved that the smoke exposure activates Shp2 phosphorylation in the human lung tissue. The conditional knockout Shp2 gene in mice lung epithelial cells and specific inhibitors significantly reduce smoke exposure-induced lung inflammation in mice. The siRNA treatment or Shp2 inhibitors negatively regulates release of IL-8, TGFβ1 and MMP9, etc, fibroinflammatory factors in lung epithelial cells. Recently, we further find that Shp2 knockout mice can reduce cigarette smoke-induced the small airway fibrosis and epithelial-mesenchymal cell transition (EMT). In this study, we will use the conditional knockout Shp2 gene mice and the newly synthesized Shp2 selective inhibitor Compound Ⅳ (Ⅱ- B08), and other conditions, further explore smokers with COPD patients were clinical diagnosis of small airway fibrosis markers; To build a small airway fibrosis of animal model and cell model accord with human COPD, which provide new research method for the research on small COPD airway fibrosis; To clarify the role of small targets in COPD airway fibrosis Shp2 signal and mechanism; Research new Shp2 selective inhibitors for COPD small airway fibrosis provide new targets and drug treatment.

慢性阻塞性肺疾病(COPD)小气道纤维化已受到广泛重视，目前尚无特效治疗药物。吸烟是COPD主要危险因子。我们的研究已证明吸烟激活人肺组织Shp2，条件性敲除肺上皮细胞Shp2基因小鼠和特异性抑制剂明显减轻小鼠吸烟导致的肺部炎症，siRNA或Shp2抑制剂负性调节肺上皮细胞释放IL-8、TGFβ1和MMP9等炎性纤维因子。最近我们又发现Shp2基因敲除小鼠能减轻小鼠香烟暴露引起的小气道纤维化和香烟提取物引起的肺上皮细胞-间质细胞转化(EMT)。本研究将利用我们拥有的上述模式动物和新近合成的Shp2选择性抑制剂Ⅱ-B08等条件，进一步探索COPD患者小气道纤维化临床诊断标志物；建立更加符合人类临床表现的COPD小气道纤维化动物模型和细胞模型，为小气道纤维化研究提供新方法；阐明Shp2靶点在小气道纤维化中的作用机制；研究新的Shp2选择性抑制剂，为小气道纤维化治疗提供新的靶点和治疗药物。

1. Shp2通过介导基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的产生正向调节吸烟诱导的上皮间质转化：香烟烟雾可诱导上皮间质转化(EMT)是气道重塑（纤维化）的关键过程。吸烟（CS）触发基质金属蛋白酶(MMPs)的产生，促进肺EMT的进展。在本研究项目中，我们研究了Src同源域2-含酪氨酸磷酸酶2 (Shp2)信号转导调控CS诱导的MMP-9的产生和EMT的进展在小鼠肺和肺上皮细胞培养(NCI-H292)中的作用。我们发现CS诱导 MMP-9产生从而诱导EMT 进展 (增加波形蛋白和α-SMA以及胶原沉积; 减少肺组织E-钙粘蛋白。香烟提取物（CSE）诱导肺上皮细胞产生MMP-9和EMT相关表型，部分被Shp2 基因敲除（KO）/或基因干预（KD）或Shp2抑制所抑制，CSE暴露诱导的EMT表型被MMP-9抑制。重组MMP-9诱导EMT, MMP-9抑制或Shp2 KD/抑制均可抑制EMT。 机制上，CS和CSE暴露可导致ERK1/2、JNK和Smad2/3磷酸化，而这些磷酸化被Shp2 KO/KD/抑制。进而ERK1/2、JNK和Smad2/3抑制剂可抑制CSE暴露诱导的MMP-9的产生和EMT的进展。因此，CS通过激活Shp2/ERK1/2/ /JNK/Smad2/3信号通路诱导MMP-9的产生和EMT。我们的研究有助于研究CS引起肺上皮结构改变的潜在机制，这可能为COPD和肺癌等相关疾病的治疗提供新的治疗方案。这项研究结果已经投稿于Cell Biology and Toxicology杂志，The submission id is: CBTO-D-19-00512。.2. 探索Shp2抑制剂在抗肺癌方面的先导化合物，发现Diplatin是一种新型的低毒抗肺癌铂类复合物，通过ROS/JNK/p53依赖途径激活肿瘤细胞死亡，获得性治疗耐受性低。这项研究结果已经发表于Front Pharmacol. 2019Sep 11;10:982（本资助基金号标注1）。探索吸烟与肺癌转移和EMT之间关系，这项研究结果已经发表于Lung Cancer 122 (2018) 44–53（本资助基金号标注2）。.3. 探索吸烟/感染与肺损伤炎症之间关系，以及防治药物的研究。这项研究成果分别发表于European Journal of Pharmacology 824 (2018) 30–39（