转录因子DEC1在钙蛋白酶介导的肺纤维化上皮-间质转化中的作用及分子机制研究

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a disease of unknown pathogenesis. However, Epithelial-mesenchymal transformation (EMT), the essential source of fibroblast, is considered to play important role in the pathogenesis of IPF. It was found that transcription factor DEC1 can regulate EMT in cancer cell through inhibiting the cell adhesion. In our previous study, we found increased DEC1 expression in both lung tissue of patient with IPF and murine model of pulmonary fibrosis. In addition, we found decreased DEC1 expression when inhibiting the TGFβ1-calpain pathway. Basing on database, DEC1 may regulate the epithelial cell adhesion genes via binding some potential sites. Thus, we hypothesized that DEC1 may be the downstream of TGFβ1-calpain to promote EMT and lung fibrosis through inhibiting the transcription of epithelial cell adhesion gene. We plan to investigate the effects of DEC1 on EMT in lung fibrosis by clinical study and animal experiment as well as cell culture experiment in vitro. We plan to further confirm the specific binding sites on which DEC1 regulate target genes to provide theory evidence for the targeting therapy of IPF.

特发性肺纤维化（IPF）发病机制尚不清楚，上皮-间质转化（EMT）是肺成纤维细胞重要来源。研究表明转录因子DEC1通过抑制细胞粘附蛋白的表达，参与了肿瘤细胞EMT的发生。我们前期研究发现DEC1在人特发性肺纤维化患者及肺纤维化小鼠模型的肺组织中表达上调，且抑制TGFβ1-calpain通路可以改善肺纤维化并下调DEC1表达水平。我们利用生物信息学分析提示DEC1在主要的上皮细胞粘附蛋白基因中存在特异性结合位点。因此，我们假设“DEC1可能作为TGFβ1-calpain的下游信号，通过抑制下游基因的转录水平，促进肺泡II型上皮细胞EMT的发生”。本研究拟从临床、动物、细胞水平探讨DEC1在肺纤维化EMT中的作用及上下游机制，进一步在分子水平找到DEC1与下游靶基因的结合位点，为今后研发IPF治疗靶点提供理论依据。

特发性肺纤维化（IPF）是一种不明病因的致命性肺纤维化疾病。目前IPF的发病机制尚未明确。在肺纤维化中发挥重要作用的肌成纤维细胞的来源之一被认为是上皮-间质转化（EMT）。前期研究证实博来霉素（BLM）构建的小鼠肺纤维化模型中发生EMT。有文献报道分化型胚胎软骨发育基因1（DEC1）过表达可诱导肝癌细胞EMT的发生。另有研究表明DEC1在人成骨肉瘤细胞（Saos-2）中可调控PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路。因此，本研究建立体内及体外肺纤维化模型，探讨DEC1和PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路是否参与且调控肺纤维化，并进一步明确这两者是否有关联。我们进一步研究发现：.1. IPF及小鼠肺纤维化肺组织中DEC1高表达；.2. Dec1基因敲除可减轻BLM诱导的小鼠肺纤维化；.3. DEC1基因缺乏可抑制小鼠肺组织和肺上皮细胞中的EMT过程，且DEC1过表达可诱导肺上皮细胞发生EMT，综合上述部分结果，研究表明DEC1可能通过调控EMT从而影响肺纤维化；.4. DEC1基因缺乏可抑制小鼠肺组织和肺上皮细胞中的PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路；DEC1过表达可激活肺上皮细胞中的PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路；PI3K/AKT抑制剂LY294002和 Wnt/β-catenin抑制剂XAV-939可减轻小鼠肺纤维化并抑制肺组织中的EMT过程，且可抑制DEC1过表达诱导的体外EMT，综合上述部分结果，研究表明DEC1可调节PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路，抑制该信号通路可能通过抑制EMT从而减轻肺纤维化。. 综上，我们的研究结果表明：DEC1可能通过调节PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路来调控EMT，进而参与肺纤维化的发生和发展，因此DEC1可能是IPF未来的治疗靶点。