HMGB1-RAGE/TLR4通路介导树突状细胞活化在烟草烟雾暴露肺部炎症中的作用及红霉素干预效果的研究

Cigarette smoking is the most important risk factor for COPD; the initiation and disturbance of innate and adaptive immune response is an important mechanism for the amplification and persistence of inflammation of COPD. Our previous studies and recent observations suggested that both HMBG1/NETs and dendritic cells were increased in the lung after cigarette smoke exposure. However, the relationship between HMBG1/NETs and dendritic cells in the context of smoking is largely unknown. Whether it is a key point in the initiation of adaptive immune response and the sustained inflammation of COPD remains to be clarified. In the current study, we first observe the formation of NETs and the release of HMBG1 in the stimulation of cigarette smoke, and then explore the mechanisms of HMBG1/ HMBG1:DNA-RAGE/TLR4 axis on dendritic cell activation; and further evaluate the effects of erythromycin on the formation of HMBG1/NETs. This study will further elucidate the pathogenesis of smoking-related COPD and provide new therapeutic targets and strategies for early prevention and treatment of COPD.

吸烟是COPD炎症最重要的危险因素，并认识到固有免疫以及获得性免疫反应的启动及失衡是COPD炎症放大与持续存在的重要机制。我们的前期工作以及最近的研究进展提示烟草刺激下HMBG1/NETs以及树突状细胞均增高，但二者在吸烟状态下关系如何尚不清楚，其是否为COPD获得性免疫反应启动以及肺部炎症持续发展的关键节点有待证实。据此，本项目观察烟草烟雾刺激中性粒细胞释放HMBG1/NETs及HMBG1/ HMBG1：DNA通过RAGE/TLR4通路对树突状细胞的活化作用，并进一步观察红霉素抑制HMBG1/NETs的形成。以阐明慢性烟草烟雾暴露下肺组织炎症及破坏的发病机制及探讨COPD 早期防治的靶点。

吸烟是COPD炎症最重要的危险因素，获得性免疫反应的启动及失衡是COPD炎症放大与持续存在的重要机制。本课题旨在研究慢性烟草烟雾暴露下中性粒细胞NETs的形成和HMGB1的释放情况，探讨HMGB1-RAGE/TLR4可能通过哪些通路影响树突状细胞的活化，同时进一步观察红霉素对相关通路的影响。研究结果显示：1.烟草烟雾提取物（CSE）刺激下，和肺功能正常者相比，COPD患者外周血中性粒细胞产生更多的NETs，且HMGB1表达升高，而红霉素能抑制CSE诱导的NETs形成；此外，NETs可促进MoDCs成熟并活化，释放更多的IL-1β，IL-12和TNF-α，经NETs刺激的MoDCs可促进初始CD4淋巴细胞向Th1和Th17分化；2.烟草烟雾暴露小鼠肺泡灌洗液中NETs含量及相关成分HMGB1等增多，同时肺内mDCs上表达的TLR4、RAGE、CD40、CD86升高，及Th1和Th17增多，红霉素干预可降低烟草烟雾暴露小鼠肺泡灌洗液中NETs、HMGB1水平，及肺内mDCs上表达的CD40、CD86、TLR4、RAGE水平和Th1和Th17比例；3.条件性敲除小鼠mDCs上的TLR4基因，能改善烟草烟雾暴露小鼠肺气肿情况并抑制mDCs的活化从而抑制Th1、Th17的分化；条件性敲除小鼠mDC上的RAGE基因亦能改善烟草烟雾暴露小鼠肺气肿及mDCs活化情况，将野生型小鼠mDC过继予TLR4fl/fl CD11c-cre小鼠则肺气肿加重并出现mDCs活化，促进Th1、Th17分化；此外，我们还发现，在CSE或HMGB1的刺激下，小鼠骨髓来源树突状细胞(BMDC)的TLR4-TRIF依赖性信号通路及RAGE-PI3K-AKT信号通路被激活，BMDC成熟并活化，而加入TLR4或RAGE拮抗剂之后，能下调其相关通路下游指标的表达并抑制BMDC成熟、活化；红霉素干预能抑制CSE引起的TLR4-TRIF依赖性信号通路及RAGE-PI3K-AKT信号通路的激活从而影响BMDC的活化。本项目的完成为COPD的抗炎治疗提供新的思路及靶点。