肺固有细胞中组蛋白修饰酶对哮喘气道重塑的作用机制研究

为了阐明肺固有细胞中各种组蛋白修饰酶在哮喘气道重塑过程中发挥作用的机制，本研究首先建立E3大鼠急慢性哮喘模型，分离肺上皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞，采用RT-PCR、蛋白免疫印迹、免疫组化等技术，获取组蛋白修饰酶（PRMTs、HATs、HDACs）的表达谱，以筛选调控气道重塑的关键酶,并在病人样本中观察这些关键酶与重塑表型的关系；继而在上调或下调肺固有细胞中关键酶活性后观察气道重塑相关分子的改变，并以在体实验进一步验证关键酶活性变化对整体水平的影响；采用抑制性消减杂交寻找下游的差异基因，并分析已知信号通路，以揭示气道重塑中差异表达的关键酶的下游调控通路；观察不同刺激因子对肺固有细胞组蛋白修饰酶的作用，及其对气道重塑相关分子的效应，阐明组蛋白修饰关键酶的上游调节机制。通过该研究不仅可阐明组蛋白修饰在肺固有细胞中调节哮喘气道重塑的分子基础，而且为哮喘的防治及新药研发提供实验基础和理论依据。

该项目拟阐明肺固有细胞中各种组蛋白修饰酶在哮喘气道重塑过程中发挥作用的机制，发现:（1）E3大鼠AIPI模型的抗原刺激1周组具有急性炎症的普遍特征，抗原刺激8周组具有慢性哮喘的显著特征，可分别用于急慢性炎症导致的肺重塑的研究；（2）利用RT-PCR、蛋白免疫印迹等技术，获取了组蛋白修饰酶的表达谱，获得了差异表达基因miRNA-23, 并通过抑制性消减杂交技术筛选出了已知基因PDCD4及若干未知基因；（3）PRMT1在AIPI大鼠气道上皮细胞中显著上调，同时，IL-4可刺激PRMT1升高，干预PRMT1的活性可显著降低IL-4依赖eotaxin-1的产生，从而影响嗜酸性细胞参与的肺部炎症过程；（4）PRMT1在慢性AIPI大鼠模型中主要在上皮下间质细胞中表达；IL-4刺激上皮细胞后的炎性上清可以上调肺成纤维细胞HFL-1中PRMT1及气道重塑相关基因COX2和VEGF的表达；气道上皮炎性上清上调PRMT1及COX2的作用来自于上皮细胞在IL-4刺激下分泌TGF-β；（5）PRMT1在人气道上皮细胞BEAS-2B和人成纤维细胞HFL-1中分别特异性的受IL-4/STAT6信号通路及IL-1β/NF-κB信号通路调控，抑制分子PIAS1和RKIP分别介导了PRMT1在上皮细胞和成纤维细胞中细胞特异性的调控通路；（6）PDCD4在大鼠哮喘模型AIPI肺组织中的表达明显上调，且其在AIPI肺泡巨噬细胞中显著高表达；体外或体内调节大鼠PDCD4的表达均可影响巨噬细胞替代活化表型的变化。在体干扰AIPI大鼠PDCD4的表达可显著缓解大鼠气道重塑，包括减少大鼠气道周围胶原的沉积和气道上皮粘液的分泌及肺组织中羟脯氨酸的含量；（7）PDCD4启动巨噬细胞M2极化过程可能是通过降低M1极化来实现的；其影响巨噬细胞M2极化可能是通过和M2相关转录因子C/EBPβ的结合完成的，而非PPARγ的结合作用；（8）miRNA23a在急性及慢性AIPI肺组织中表达升高，且BCL2及CXCL12在肺组织中表达均显著降低；细胞学实验证实miRNA和BCL2及CXCL12的靶向关系；且上皮细胞中IL-4调控miRNA23a表达升高，而成纤维细胞中miRNA23a的高表达由TSLP调控。通过该研究不仅可阐明组蛋白修饰在肺固有细胞中调节哮喘气道重塑的分子基础，而且为哮喘的防治及新药研发提供实验基础和理论依据。