干扰素调节因子9(IRF9)在肺动脉高压中的作用，分子机制及转化应用研究

Pulmonary arterial remodeling, featured by increased proliferation and apoptosis resistance of the arterial smooth muscle cells, is the main obstacle in treating pulmonary arterial hypertension. As the central organelle for energy metabolism and as the O2 sensor, mitochondria can regulate multiple aspects of smooth muscle cell function, including cell cycle control, cellular proliferation and apoptosis. A plethora of data have indicated that abnormal mitochondrial function forms the basis of the imbalance between cellular proliferation and apoptosis. Herein, our research group found that IRF9 knockout rats were protected from monocrotaline induced pulmonary arterial hypertension in our preliminary experiments. After a thoroughly review of current knowledge, we hypothesized that IRF9 was able to simultaneously regulate mitochondrial metabolism and mitochondrial dynamics, which in turn regulate cellular proliferation and apoptosis. In this way, IRF9 is a key regulator in pulmonary arterial hypertension. By using gain- and loss-of-function approaches at the animal, cellular and molecular levels, we are going to explore the role and the underlying mechanisms of IRF9 in pulmonary arterial hypertension. Moreover, we are going to try the strategy of IRF9 inhibition in the treatment for pulmonary arterial hypertension. Thus, our research will provide a new therapeutic target for this life-threatening disease.

肺动脉重构是肺动脉高压治疗中最为棘手的问题，而肺动脉中层平滑肌细胞的增殖亢进及凋亡抑制是导致肺动脉重构的主要原因之一。线粒体作为细胞能量代谢的核心场所和氧感受器，在控制细胞周期、细胞增殖和细胞凋亡等方面发挥着关键作用，而线粒体功能障碍也被认为是肺动脉平滑肌细胞增殖及凋亡失衡的决定性因素。本课题组前期研究发现，大鼠IRF9基因敲除可以显著抑制肺动脉高压的发生发展。根据现有研究线索，申报者发现IRF9可能通过多种途径分别调控线粒体能量代谢和线粒体动力学稳态，进而调控细胞增殖及凋亡，并因此发挥对肺动脉重构的关键调控作用。本课题拟从大鼠IRF9基因敲除和基因过表达等多角度，在动物、细胞和分子等多个水平，充分解析IRF9对肺动脉高压的调控作用及其机制，并探索以IRF9作为治疗靶点在肺动脉高压中的转化应用价值，为开发新型肺动脉高压治疗药物提供实验和理论依据。

肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension, PAH）是一组由多种病因导致的肺动脉阻塞性病变，并最终因肺血管阻力增高而导致右心衰竭。目前已有的药物往往只能部分缓解症状而不能治愈，对于终末期肺动脉高压的患者，肺移植或者心肺联合移植往往是唯一的治疗方法。因此，深入了解肺动脉高压中动脉血管重构独特的细胞及分子机制，进而为研发治疗肺动脉高压的药物提供新思路和新靶点，是心胸血管外科领域迫切需要解决的问题。干扰素调节因子9（interferon regulatory factor 9, IRF9）是一种转录刺激因子，研究证实其对细胞增殖、炎症、存活等过程中发挥重要调控作用。本项目从分子、细胞以及动物水平系统的阐明了IRF9对肺动脉高压的调控作用及分子机制。首先我们建立了肺动脉高压模型动物，并行右心漂浮导管和超声检测，发现模型动物中平均肺动脉楔压（mPAP）、右室收缩压(RVSP)及右心肥厚指数(RV/LV+S)等右心衰竭指征较对照组明显升高，进一步的病理切片免疫组化染色显示，模型动物其细小肺动脉壁明显增厚，且在增厚的肺动脉中层平滑肌中IRF9的表达上调。其次，我们构建了IRF9敲低和过表达的慢病毒质粒，分别感染大鼠原代肺动脉平滑肌细胞，结果显示，IRF9敲低显著抑制肺动脉平滑肌细胞增殖，而IRF9过表达则显著促进肺动脉平滑肌细胞增殖。第三，进一步的机制研究发现，经典的SIRT通路并没有参与IRF9调控肺动脉高压的过程，而我们通过Western blot筛选相关通路和免疫共沉淀（IP）富集与IRF9相互作用的蛋白发现，AKT在IRF9调控肺动脉平滑肌增殖过程中发挥重要作用，并且这一过程可能是由TRX介导AKT磷酸化激活而产生的。本项目的研究成果基本阐述了IRF9调控肺动脉高压的作用机制，建立了由IRF家族与TRX/AKT通路的相互联系，且在肺动脉高压预防和治疗领域具有较大的临床应用前景。