活性氧介导的内质网应激在博莱霉素诱发肺上皮-间质转化和肺纤维化中的作用

Epithelial-mesenchymal transition (EMT) of alveolar epithelial cells plays a key role in pulmonary fibrosis. Previous study observed endoplasmic reticulum (ER) stress in the process of bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice. This project will explore the role of reactive oxygen species (ROS) in bleomycin-induced ER stress. To explore the role of ROS-mediated ER stress on bleomycin-induced EMT and pulmonary fibrosis, mice are pretreated with TUDCA, a chemical chaperone, to inhibit ER stress in mice lungs.. We then observe the antagonistic effect of TUDCA pretreatment on bleomycin-induced EMT and pulmonary fibrosis. To explore the role of IRE1 pathway on bleomycin-induced EMT and pulmonary fibrosis, 4μ8C, an IRE1 specific RNase inhibitor, is injected to inhibit IRE1 RNase activity in mouse lungs. We then observe the inhibitive effect of IRE1 RNase inhibitor on bleomycin-induced EMT and pulmonary fibrosis. This project will provide the basis for the pathogenesis of pulmonary fibrosis in human beings.

前期研究发现博莱霉素致小鼠肺纤维化过程伴有肺上皮内质网应激。本课题拟深入研究活性氧在博莱霉素诱发小鼠肺上皮内质网应激过程的作用；用TUDCA抑制小鼠肺上皮内质网应激，观察TUDCA对博莱霉素所致肺上皮间质转化和纤维化的拮抗效应，阐明活性氧介导的内质网应激在肺上皮间质转化和纤维化过程的作用；用4μ8C选择性抑制IRE1核糖核酸酶活性，观察体内IRE1核酸酶抑制剂对博莱霉素所致肺上皮间质转化和肺纤维化的拮抗作用，阐明内质网应激IRE1通路介导肺上皮间质转化和纤维化的机制。本课题为阐明肺纤维化发病机制提供理论依据。

前期研究发现博莱霉素致小鼠肺纤维化过程伴有肺上皮内质网应激。本课题进一步研究活性氧在博莱霉素诱发小鼠肺纤维化过程的作用；用TUDCA抑制小鼠肺上皮内质网应激，观察TUDCA对博莱霉素所致肺上皮间质转化和纤维化的拮抗效应，阐明活性氧介导的内质网应激在肺上皮间质转化和纤维化过程的作用；用4μ8C选择性抑制IRE1核糖核酸酶活性，观察体内IRE1核酸酶抑制剂对博莱霉素所致肺上皮间质转化和肺纤维化的拮抗作用，阐明内质网应激IRE1通路介导肺上皮间质转化和纤维化的机制；在肺纤维化模型组中，蛋白印迹试验证实纤维化模型组小鼠肺组织中内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP、p-eIF2α、p-IRE1α表达较正常对照小鼠明显升高，而给予NAC后可以抑制小鼠肺组织中内质网应激相关蛋白的水平的升高；HE染色证明肺纤维化模型组小鼠肺组织中炎症浸润明显，给予NAC后可以抑制小鼠肺组织中炎症浸润程度；免疫组化提示纤维化模型组小鼠中NF-κb阳性细胞明显增多，而给予NAC后可以明显减少NF-κb阳性细胞的数量；RT-PCR结果提示肺纤维化模型组小鼠肺组织中TNF-α、IL-1β、IFN-γ和TGF-β1基因表达水平明显升高，给予NAC后可以明显抑制这些炎性因子基因的表达；免疫组化及蛋白印迹实验证实肺纤维化模型组小鼠肺组织中α-SMA表达明显升高，NAC可以明显抑制α-SMA在小鼠肺组织中的表达；天狼星红染色提示给予小鼠气管内注射博莱霉素21天后可见肺组织中胶原蛋白明显增多，NAC可以减轻博莱霉素所致的肺纤维化程度；同时RT-PCR提示肺纤维化模型组中胶原基因Col1α1和Col1α2表达水平明显升高，而NAC可以抑制Col1α1和Col1α2表达的升高。NAC可能抑制博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化过程中的内质网应激介导的上皮-间质转化。对于了解肺纤维化的发生机制有一定意义。