基于增强SOCS3基因表达干预铜绿假单胞菌慢性肺部感染免疫损伤的研究

The prolonged airway neutrophilic inflammation is the major cause of immunopathologic lung injury in chronic Pseudomonas aeruginosa (PA) lung infection. However so far, the therapeutic effect of common anti-inflammatory medicine is not ideal. Recently, it is reported that the neutrophilic inflammation in chronic PA lung infection is associated with Th17 responses, which can be negatively modulated by SOCS3. In this study, we plan to construct recombinant plasmid pcDNA3.1-SOCS3 and transfer it into T cells isolated from chronically PA-infected mouse lung tissues, so as to investigate the inhibitory influence of enhanced SOCS3 expression on Th17 function. In the further study, we plan to transinfect T cells with pcDNA3.1-SOCS3 in vivo, and investigate the therapeutic effect of enhanced SOCS3 expression on neutrophilic airway inflammation during chronic PA lung infection. This study will provide data for developing SOCS3-related anti-inflammatory medicine in the treatment of immunopathologic lung injury induced by chronic PA lung infection.

中性粒细胞性气道炎症反应迁延是导致铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）慢性肺部感染免疫损伤的关键因素之一，但目前临床上常用的抗炎药物治疗效果并不理想。近年来的研究发现PA慢性肺部感染的中性粒细胞性气道炎症与Th17细胞免疫反应有关，而SOCS3蛋白是Th17细胞免疫反应的主要负调控因子。本课题在我们已建立的PA慢性肺部感染小鼠模型的基础上，通过构建外源性小鼠SOCS3基因质粒和体外细胞转染的方法，探讨增强肺组织 T淋巴细胞SOCS3基因表达对Th17细胞功能的抑制作用。在进一步的体内实验中，我们拟通过体内靶向T淋巴细胞SOCS3基因转染技术，探讨增强SOCS3基因表达对PA慢性肺部感染中性粒细胞性气道炎症的改善作用。本课题结果将为开发SOCS3相关抗炎药物治疗PA慢性肺部感染引起的肺组织免疫损伤提供实验依据。

项目背景：中性粒细胞性气道炎症反应迁延是导致铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）慢性肺部感染免疫损伤的关键因素之一。近年来的研究发现PA慢性肺部感染的中性粒细胞性气道炎症与Th17细胞免疫反应有关，而 SOCS3蛋白是Th17免疫反应的主要负调控因子。.主要研究内容：本课题在我们已建立的PA慢性肺部感染小鼠模型的基础上，首先通过构建外源性小鼠SOCS3基因质粒和体外细胞转染的方法，增强小鼠CD4+ T淋巴细胞的SOCS3基因表达，观察SOCS3过表达后对Th17细胞功能的抑制作用。在进一步的体内实验中，我们通过小鼠尾静脉体内注射慢病毒载体的方法提高CD4+ T淋巴细胞SOCS3基因表达水平，在体内环境下探讨增强SOCS3基因表达对PA慢性肺部感染Th17反应相关的中性粒细胞性气道炎症的缓解作用。.重要结果及关键数据：在体外实验中，我们分离并培养了PA慢性肺部感染小鼠的脾脏CD4+ T淋巴细胞和肺组织的CD4+ T淋巴细胞。通过慢病毒转染的方法，CD4+ T淋巴细胞的侵染效率可以达到90%。体外细胞转染后，SOCS3 mRNA相对表达水平可以提高250-600倍，SOCS3蛋白水平显著提高。IL-23刺激诱导的p-STAT3蛋白水平、Th17特异性转录因子RORγt 表达水平、IL-17+细胞数量以及IL-17水平均较对照组明显降低。中性粒细胞趋化试验显示，SOCS3过表达后的CD4+ T淋巴细胞可以使中性粒细胞的趋化能力下降60%。上述体外研究结果表明增强SOCS3表达水平对PA慢性感染小鼠的Th17免疫反应及其介导的中性粒细胞炎症反应具有抑制作用。在体内实验中，我们观察到小鼠尾静脉注射SOCS3慢病毒载体后可以提高肺组织CD4+ T细胞的SOCS3表达水平约80倍。肺组织病理显示SOCS3过表达后中性粒细胞性气道炎症反应显著减轻。此时，小鼠肺组织的CD4+ T细胞内的p-STAT3蛋白水平和RORγt mRNA水平显著下降，肺组织的CD4+IL-17+细胞百分比和肺泡灌洗液中的IL-17产生水平也显著下降。上述体内研究结果证实了提高PA慢性感染小鼠的SOCS3表达水平可以抑制Th17相关的中性粒细胞性炎症反应。.科学意义：本课题结果将为开发SOCS3相关抗炎药物治疗PA慢性肺部感染引起的中性粒细胞性免疫损伤提供实验依据。