从内质网应激介导的CHOP凋亡途径探讨BPD发生机制

Endoplasmic reticulum stress（ERS）is a double-edged sword which induces cell adaptable survival and apoptosis, but the role and mechanism of ERS on bronchopulmonary dysplasia（BPD）is still unknown. This project will establish models of hyperoxia-exposed BPD in premature rats and hyperoxia-exposed typeⅡalveolar epithelial cells（AECⅡ）injury. The relationship between ERS and BPD will be explored from the perspective of unfolded protein response（UPR）and effecting ubiquitin proteasome activity, and the expressions of ERS associated protein GRP78/Bip,UPR-transmembrane effectors proteins（PERK, IRE1, ATF6）, pro-apoptotic molecule CHOP and ubiquitin proteasome will be detected and 20s proteasome activity be analyzed. GRP78 gene is silenced by using small interference RNA (siRNA). To explore the effect of CHOP expression alterations on apoptosis of AECⅡ, targeted siRNA of CHOP gene is designed and synthesized to block the endogenous expression of CHOP and expression plasmid pcDNA3oCHOP-EGFP is constructed to overpress CHOP，which will help understand the molecular pathogenesis of BPD further and provide exact molecular targets for relevant treatments.

内质网应激（ERS）是介导细胞适应性生存和凋亡的双刃剑，但ERS在支气管肺发育不良（BPD）中作用及机制的研究极少。本项目拟建立高氧暴露早产大鼠BPD模型及肺泡Ⅱ型上皮细胞（AECIIs）高氧暴露细胞损伤模型，从未折叠蛋白反应（UPR）及影响泛素蛋白酶体活性角度，通过检测ERS相关蛋白（GRP78/Bip）、UPR跨膜感受器（PERK、IRE1、ATF6）及其促凋亡转录因子CHOP、泛素化蛋白表达及蛋白酶体20S活性，利用小分子干扰RNA（siRNA）技术沉默GRP78基因及泛素蛋白酶体抑制剂MG-132干预，探讨ERS与BPD发生的关系；同时，设计合成靶向CHOP基因的siRNA阻断内源性CHOP表达，构建pcDNA3. CHOP-EGFP表达质粒使CHOP过表达，研究CHOP表达改变对AECIIs凋亡的影响，以深化对BPD发病分子机制的认识并为其治疗提供明确分子靶标。

支气管肺发育不良（BPD）是早产儿常见的慢性肺部疾病，目前其发病机制尚不十分明确，且无特效治疗手段。因此，深入研究BPD发病机制和防治措施具有重要意义。内质网应激（ERS）是介导细胞适应性生存和凋亡的双刃剑，但ERS在BPD中作用及机制的研究极少。本项目通过建立高氧暴露早产大鼠BPD模型及肺泡Ⅱ型上皮细胞（AECIIs）高氧暴露细胞损伤模型，通过检测ERS相关蛋白（GRP78/Bip）、UPR跨膜感受器（PERK、IRE1、ATF6）及其促凋亡转录因子CHOP、泛素化蛋白表达及蛋白酶体20S活性，利用小分子干扰RNA（siRNA）技术沉默GRP78基因，探讨ERS与BPD发生的关系；同时，设计合成靶向CHOP基因的siRNA阻断内源性CHOP表达，构建pcDNA3. CHOP-EGFP表达质粒使CHOP过表达，研究CHOP表达改变对AECIIs凋亡的影响，从ERS诱导的CHOP凋亡途径探讨BPD发生机制。研究发现： BPD组及AECIIs高氧暴露组GRP78、ATF4、PERK、CHOP、caspase-12、JNK及泛素相应mRNA及蛋白表达量较空气组均显著增加，蛋白酶体活性增强，GRP78、CHOP蛋白表达及总泛素化蛋白表达水平与肺细胞凋亡指数呈显著正相关。沉默GRP78基因后对高氧暴露A549细胞PERK、IRE1、ATF6表达无明显影响，但可明显增加CHOP及细胞凋亡；CHOP过表达下调抗凋亡基因Bcl-2表达，上调促凋亡基因Bax表达，同时增加高氧下A549细胞凋亡，而沉默CHOP基因后对Bcl-2 和Bax 作用相反，提示内质网应激诱导的CHOP凋亡途径可能参与了高氧致肺上皮细胞损伤病理生理过程。项目研究从内质网应激介导的CHOP凋亡途径深化了对BPD发病分子机制的认识并为其治疗提供明确分子靶标。