新型血管调控因子ANGPTL4对肺纤维化进程的调控作用及分子机制研究

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is the most common type of idiopathic interstitial pneumonia. IPF is a chronic, irreversible pulmonary fibrosis with a high mortality rate and a median survival of approximately 3 years. The exact cause of IPF is usually not obvious. In our preliminary study, we found that a blood vessel regulator, ANGPTL4, was highly expressed in the bronchoalveolar lavage fluid samples of IPF patients. ANGPTL4 knockout mice had significantly improved survival and much less pulmonary fibrosis in a classic bleomycin-induced pulmonary fibrosis mouse model. Pulmonary fibrosis related disease pathways were also inhibited by the ANGPTL4 knockout in these mice. With these results, we plan to use IPF patient samples, mouse fibrosis models, and pulmonary fibrosis related human primary cells to conduct a systemic study on the function of ANGPTL4 in the pathogenesis of pulmonary fibrosis. We will also evaluate the therapeutic effects of anti-ANGPTL4 monoclonal antibody treatment in mouse pulmonary fibrosis models, so that we can evaluate the potential of ANGPTL4 as a therapy target for IPF. We will also investigate into the functional details and molecular mechanisms of ANGPTL4 regulation on pulmonary fibrosis related cell migration, fibroblast activation, and ECM modulation. With this planed project, we would contribute to the understanding of IPF pathogenesis mechanism, and provide a potential therapy target for IPF treatment.

特发性肺纤维化（IPF）是特发性间质性肺炎中最常见的一种，是病因不明、高致死率、不可逆的慢性肺纤维化疾病，患者中位生存期仅3年，迫切需要有效治疗手段。我们前期研究发现，血管调控因子ANGPTL4在IPF病人肺泡灌洗液中高表达，并且在经典的博来霉素肺纤维化模型中，相比野生型对照鼠，ANGPTL4敲除鼠生存率显著提高且肺纤维化症状显著减少，相关致病通路受到抑制，由此推测ANGPTL4在IPF中起重要作用。本课题拟通过IPF病人样本、小鼠肺纤维化模型和肺纤维化相关人源原代细胞对ANGPTL4在IPF中的功能进行系统的机制研究，理解ANGPTL4在肺纤维化中的作用，验证ANGPTL4单克隆抗体对肺纤维化的治疗效果和ANGPTL4作为IPF治疗靶点的可行性，研究ANGPTL4对肺纤维化相关细胞的迁移、活化、ECM调控的具体作用，并鉴定其调控信号通路和分子机制，从而为IPF治疗提供靶标和理论依据。

肺纤维化疾病，尤其是特发性肺纤维化，长期以来都面临着进程不可逆、致死率高、缺乏有效治疗药物的问题，患者的正常肺部组织被纤维组织进行性地、不可逆转地替代，导致肺部功能的不断恶化并最终导致患者死亡，给患者带来了极大的痛苦和身体健康与寿命损失。在新冠疫情及后疫情时代，肺纤维化作为新冠后遗症中患者肺部的常见、重要后遗症，增强了本课题的重要性和现实性。..本项目旨在研究新型血管调控因子血管生成素样蛋白4（ANGPTL4）在肺纤维化这一病因多变、致死率高、不可逆的慢性间质性肺部疾病中的可能作用及作为治疗靶点的可行性，从而为肺纤维化的治疗提供新的靶标和理论依据。ANGPTL4是项目负责人长期研究的新型ECM 调控因子，在本项目中，项目负责人对ANGPTL4 在肺纤维化中的作用从病人样本、动物模型、体外细胞培养三个层面进行了系统的作用与机制研究。..通过本项目的执行，我们构建了博来霉素吸入模型和纳米颗粒吸入模型两种小鼠肺纤维化模型，均取得了明显的肺纤维化现象，从而得到了急性、长期两种肺纤维化模型用于纤维化机制及ANGPTL4靶点相关治疗效果研究。我们在肺纤维化病人样本和肺纤维化小鼠模型中进行了ANGPTL4蛋白的检测，明确了ANGPTL4在肺组织中的表达上调，及其在气管、血管、肺间质结构上的分布，揭示了ANGPTL4用于肺纤维化进程诊断的标靶潜力。..在肺纤维化小鼠模型上，我们按照项目计划进行了ANGPTL4单克隆抗体治疗，得到了对纤维化进程明显抑制、肺组织状况明显改善的结果，也进行了相应的机制研究，展示了本单抗的临床转化潜力。项目执行期间恰逢新冠疫情，在疫情期间，核酸疫苗的广泛使用快速推动了核酸药物的研发及临床转化，而欧美药企在这方面的领先应用也促使我们奋起直追。因此，我们及时加入了ANGPTL4寡核苷酸药物治疗这一新型治疗手段，既可作为不同于单克隆抗体的另一种介入手段来验证ANGPTL4的治疗靶点作用，也可开发ANGPTL4核酸药物应用。ANGPTL4寡核苷酸药物治疗在小鼠模型上效果十分优越，为本项目结果的一个亮点。因此，本项目对ANGPTL4作为肺纤维化新型诊断与治疗靶点的作用及机制进行了系统研究，展示了其临床转化潜力，后续研究也将进一步推动其实际转化，为肺纤维化患者造福。