COPD肺淋巴组织新生的病理生理意义及细胞和分子机制研究

Recent studies have shown that adaptive immunity plays an important role in the pathogenesis of COPD, and lymphoid neogenesis (lymphoid follicle formation) in the lung may be the mechanisms driving adaptive immunity. Studies about COPD patients and animal models have revealed that lung lymphoid follicles are associated with disease severity, emphysema and airway inflammation, but how cigarette smoking induces lymphoid neogenesis in the lung remains unexplored. Th17 cells and IL-17 are found to be involved in the pathogenesis of COPD, and studies also suggest that the formation of lymphoid follicles depends on IL-17. RANKL is also confirmed to be a key molecule in lymphoid neogenesis, while pathogenic Th17 cells express RANKL. Our previous study also found increased RANKL+Th17 cells in the blood from COPD patients. Together the above evidence suggests that Th17 and RANKL may participate in lung lymphoid neogenesis in COPD. This project aims to elucidate the roles of Th17 cells and related RANKL pathway in lung lymphoid neogenesis, and therefore to provide new insights into the immunopathogenesis of COPD, and experimental data for exploration of new therapeutic approach to the treatment of the disease, by studying (1) RANKL+Th17 cells, RANKL and IL-17 levels in lymphoid follicles in the lung tissues from COPD patients, (2) the effect of cigarette smoke extract on the differentiation of RANKL+Th17 cells, (3) the effect of RANKL and/or IL-17 on the production of the B cell chemokine CXCL13 by human lung fibroblasts, and (4) the effect of IL-17 gene knockout and RANKL neutralizing antibody on lung lymphoid follicle formation, emphysema and inflammation in a mouse model of COPD induced by cigarette smoke exposure.

获得性免疫在COPD中发挥重要作用，而肺淋巴组织新生（淋巴滤泡形成）可能是驱动获得性免疫的重要机制，但香烟烟雾（CS）暴露导致肺淋巴滤泡形成的机制尚不清楚。Th17细胞和IL17参与COPD发病，而淋巴组织新生依赖IL17；NF-kB 受体活化物配体（RANKL）是促进淋巴组织新生的关键分子，而Th17细胞表达RANKL；我们首次发现COPD患者血液RANKL+Th17细胞增多。上述证据提示Th17细胞和RANKL可能参与COPD肺淋巴组织新生。本项目将观察COPD患者肺淋巴滤泡RANKL+Th17细胞、RANKL和IL17表达；CS对RANKL+Th17细胞分化的影响；RANKL和IL17对肺成纤维细胞产生B细胞趋化因子CXCL13的影响；IL17基因敲除和RANKL抗体干预对CS暴露小鼠肺淋巴滤泡形成、肺气肿和炎症的影响；以明确Th17细胞及RANKL在淋巴组织新生和COPD中的作用。

获得性免疫在 COPD 中发挥重要作用，而肺淋巴组织新生（淋巴滤泡形成）可能是驱动获得性免疫的重要机制，但香烟烟雾（CS）暴露导致肺淋巴滤泡形成的机制尚不清楚。 Th17 细胞和 IL17 参与 COPD 发病，而淋巴组织新生依赖 IL17； NF-kB 受体活化物配体（RANKL）是促进淋巴组织新生的关键分子，而 Th17 细胞表达RANKL；我们首次发现 COPD患者血液 RANKL+Th17 细胞增多。上述证据提示 Th17 细胞和 RANKL 可能参与 COPD 肺淋巴组织新生。本项目将观察 COPD 患者、CS 暴露小鼠和体外细胞实验以明确 Th17 细胞及 RANKL 在淋巴组织新生和 COPD 中的作用。.首先为了明确 Th17 细胞及其相关的 IL17 和 RANKL 通路在 COPD 肺淋巴组织新生中的作用，我们通过收集COPD患者肺组织，首次发现在COPD患者肺组织中RANKL和它的受体RANK表达较对照组升高，并且IL17A在COPD组较对照组升高。我们也发现IL17A和RANKL及RANK均能表达在淋巴滤泡内，提示他们可能参与淋巴滤泡形成。同时我们应用野生型和IL17-/-小鼠CS暴露24周后，我们发现IL17-/- CS暴露小鼠较野生型CS暴露小鼠淋巴滤泡数目及RANKL和RANK表达均减少。体外实验给予IL17A刺激后能促进RANKL和RANK表达，同时RANKL和IL17A能促进B细胞趋化因子CXCL13表达，从而促进淋巴滤泡形成。这一研究成果目前在投稿。.我们发现一部分RANKL和RANK表达在肺泡巨噬细胞上，体外观察香烟烟雾提取物（CSE）对肺泡巨噬细胞（AMs）RANKL和RANK表达影响及RANKL的生物学功能。结果发现，CSE促进AMs RANKL和RANK表达，RANKL能促进AMs 表达MMP-9，CSE刺激联合RANKL单克隆抗体MMP-9表达下降。这一研究成果以论著形式发表在COPD领域期刊International Journal of COPD（2019，IF2.917）。.为了探究B不同时间慢性CS暴露对小鼠肺气肿和淋巴滤泡形成的影响。12周的烟雾暴露不能使肺组织形成结构成熟的淋巴滤泡，但是经24周暴露后，小鼠肺组织形成典型的淋巴滤泡并且肺气肿更重，为以后CS相关淋巴滤泡动物研究提供依据。（国际呼吸杂志2017）