CXCL16/CXCR6轴在肌成纤维细胞形成及结缔组织病相关肺纤维化发病中的作用与机制

The formation and activation of myofibroblasts is the main pathological feature of pulmonary fibrosis. Previous studies suggest that chemokine CXCL16 and its receptor CXCR6 play an important role in inducing the formation of myofibroblasts and promoting fibrosis. Our previous study also found that serum CXCL16 level in patients with connective tissue disease (CTD) associated pulmonary fibrosis was significantly higher than that in patients with simple CTD, suggesting that CXCL16 may play a role in the pathogenesis of pulmonary fibrosis, but the mechanism is unclear. This study intend to investigate the role and mechanism of CXCL16/CXCR6 axis in the transformation of alveolar epithelial cells and lung fibroblasts into myofibroblasts from the cell and molecular level. At the same time, bleomycin-induced pulmonary fibrosis model mice were used to verify the effect and mechanism of CXCL16/CXCR6 axis in pulmonary fibrosis. The systematic study of the CXCL16/CXCR6 axis may provide a new perspective for profound understanding of the pathogenesis of connective tissue disease associated pulmonary fibrosis. This study provides a new target for the treatment of connective tissue disease associated pulmonary fibrosis.

肌成纤维细胞的形成及活化是肺纤维化的主要病理特征，先前的研究提示趋化因子CXCL16及其受体CXCR6在诱导肌成纤维细胞形成及促进纤维化中起重要作用。我们的前期研究也发现结缔组织病（CTD）合并肺纤维化的患者较单纯CTD患者血清中CXCL16显著升高，提示CXCL16可能在肺纤维化发病中发挥一定作用，但机制尚不清楚。本研究拟从细胞和分子水平，初次系统探讨CXCL16/CXCR6轴在肺泡上皮细胞和肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化中的作用和机制；同时利用博来霉素诱导肺纤维化模型小鼠，体内证实CXCL16/CXCR6轴促进纤维化的作用，并充分探讨其中的分子机制。据此，揭示CXCL16/CXCR6轴在肺纤维化致病中的作用和机制，为深入理解结缔组织病相关肺纤维化发病机制提供了新的视角，为其治疗提供新的靶点。

趋化因子在肺纤维化的发病中扮演重要角色，CXCL16及其受体CXCR6在肺纤维化发病中的作用尚不清楚。肌成纤维细胞的形成与活化是肺纤维化发生的核心环节，其主要来源于肺成纤维细胞的激活与表型转化、肺泡上皮细胞的上皮-间质转化和循环纤维细胞的分化与迁移三方面。本研究从肌成纤维细胞形成的三个方面探讨了CXCL16/CXCR6在肺纤维化发病中的作用。与健康对照组和RA-non-ILD患者相比较，RA-ILD患者血清sCXCL16的水平明显增加。RA-ILD患者血清sCXCL16水平与CRP 呈正相关, 与DLCO 和 RV 呈负相关。BLM刺激可明显促进MRC-5细胞表达CXCL16及CXCR6；CXCL16单刺激可促进MRC-5细胞的增殖及迁移，促进其分泌胶原和炎性因子，而不能直接促进MRC-5细胞发生表型转化。BLM与CXCL16共刺激MRC-5细胞不仅显著促进胶原和炎性因子的分泌，而且能够促进MRC-5发生表型转化。CXCL16通过与其受体CXCR6结合，进而活化PI3K/AKT/FOXO3a信号通路发挥上述生物学作用。BLM刺激可诱导A549细胞发生EMT，而在EMT过程中CXCL16/CXCR6呈明显高表达；CXCL16与BLM共刺激协同促进A549细胞发生EMT，促进其分泌胶原和炎性因子。应用CXCL16 siRNA敲减CXCL16后，BLM对A549细胞促EMT、促COLI合成及促炎性因子分泌的作用均受到明显抑制。CXCL16 siRNA可能通过干扰TGF-β1/Smad3信号通路拮抗BLM对A549的促纤维化作用。CXCL16基因敲除可明显改善造模小鼠肺组织炎症及纤维化程度，相应改善其存活率、体重指数及肺系数。BLM-WT组小鼠肺组织中CXCL16/CXCR6表达水平明显增加，血清、肺组织均浆及肺泡灌洗液中sCXCL16的表达显著增加，于造模后7d达高峰。CXCL16基因敲除通过抑制BLM诱导肺纤维化过程中EMT的发生、减少免疫细胞的浸润、减少胶原和炎性因子的合成、减少循环纤维细胞的迁移发挥抗纤维化作用。CXCL16基因敲除可能通过干扰TGF-β1/Smad3和TGF-β1/MAPK信号通路发挥抗纤维化作用。本研究初步阐释了CXCL16/CXCR6可能通过参与了成纤维细胞的表型转化、上皮细胞的EMT以及循环纤维细胞的分化与迁移过程，参与肺纤维化的发病过程。