mTORC2/SGK-1信号通路对急性肺损伤肺泡ENaC作用机制的研究

Alveolar fluid clearance (AFC) is an important step in the treatment of ALI / ARDS.The epithelial sodium channel (ENaC) is a key procedure in AFC, which determines the prognosis of ALI / ARDS to some extent.Recently rictor and mSIN1,two important components of mTORC2,are found to activate SGK-1 by binding the site termed the hydrophobic motif (HM).In our previous NSFC project (NO:30971303),we discovered that activation of SGK-1 could up-regulate the expressions of ENaC subunits to significantly promote AFC in ALI / ARDS.We speculate that mTORC2 may be an important upstream signaling pathway in regulation of ENaC and AFC on the basis of our previous investigation.Primary alveolar epithelial cells and ALI model of C57B/L6 mice and gene knockout mice are intended to be adopted by the methods including gene transfection, RNA interference and gene knockout to investigate the molecular mechanisms of mTORC2/SGK-1 signaling pathway in regulation of ENaC,which is the further improvement on our previous study,show the practical significance of clarifying the complete upstream signaling pathways in regulation of ENaC and provide a new clue and molecular basis for the clinical treatment of ALI / ARDS in this project.

肺泡水肿液清除（AFC）是治疗ALI/ARDS的重要步骤。而上皮钠通道（ENaC）是AFC的关键环节，一定程度上决定了ALI/ARDS的预后。新近发现mTORC2的重要组成部分Rictor和mSIN1能与SGK-1的疏水序基（HM）位点结合后活化该酶。我们在前期NSFC项目（30971303）的研究中发现：激活SGK-1能上调ENaC亚基表达，显著促进ALI/ARDS肺泡水肿液的清除。结合前期的工作基础，我们推测mTORC2可能是调控ENaC及AFC重要的上游信号通路。本课题拟通过基因转染，RNA干扰,基因敲除,膜片钳技术等手段，采用原代肺泡上皮细胞、C57B/L6小鼠及基因敲除小鼠的ALI模型，探讨mTORC2/SGK-1信号通路对ENaC作用的分子机制，是对我们前期研究的进一步深入和完善，对完整阐明调控ENaC上游的信号通路具有实际意义，为临床治疗ALI/ARDS提供新线索和分子基础

肺泡水肿液清除（AFC）能力关系到急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（ALI/ARDS）的预后，而上皮钠离子通道（ENaC）是AFC的关键限速环节。在体内实验中，通过脂多糖建立小鼠急性肺损伤模型，我们发现：使用胰岛素治疗的急性肺损伤小鼠肺湿/干重比降低、AFC增加，ENaC亚基的表达上调，说明胰岛素通过调控ENaC的表达，促进了肺泡液清除，显著降低了肺含水量；而SGK1抑制剂显著但不完全阻断了胰岛素的上述效应，说明SGK1信号途径在胰岛素促进ENaC介导的AFC中发挥了一定作用。在体外原代培养的小鼠2型肺泡上皮细胞中，胰岛素显著促进了ENaC亚基的表达，该作用可被SGK1抑制剂显著减弱，同样提示胰岛素能够上调ENaC的表达。通过进一步体内及体外研究，我们发现，胰岛素通过磷酸化激活SGK1，减少ENaC的降解，从而保留其在肺泡上皮细胞膜的表达及调节水钠转运作用；阻断mTORC2可干扰SGK1磷酸化激活过程，从而阻断胰岛素促进ENaC介导的肺水清除作用。本研究得出的结论有：胰岛素能够上调ALI小鼠肺组织ENaC的表达，从而加速肺泡水肿液的清除，减轻肺组织损伤；胰岛素促进肺泡上皮细胞ENaC表达的作用部分是通过磷酸化SGK1来调控的，而mTORC2是胰岛素诱导SGK1磷酸化过程中必不可少的关键信号分子。本研究进一步阐明了胰岛素减轻ALI肺水肿的信号机制，对临床应用胰岛素治疗ALI/ARDS奠定了一定的理论基础，在国内外同类研究中具有一定的创新性，发表SCI及CSCD论文多篇。