基于PI3K/Akt信号通路研究温肾益气法治疗COPD的分子机制

The main pathological features and pathological basis of Chronic obstructive pulmonary disease ( COPD ) is airway remodeling and airflow obstruction.Reduce airway reconstruction is one of the methods for prevention and treatment of COPD .Based on the previous study， which we found that Wen Shen Yi Qi Granule can regulate the expression of VEGF/Flk-1 in epithelial cells of COPD. This study focuses on the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway which is closely related to fastening and cell growth, survival, the proliferation, apoptosis, angiogenesis, autophagy。we plan to determine the mechanism of Wen Shen Yi Qi Granule to Inhibit the proliferation of airway smooth muscle cells (ASMCs) by directly inhibiting PI3K /Akt signling pathway。Firstly，the rat model of COPD was established by intratracheal instillation of LPS and daily exposure to cigarette - smoking. Then ,take the ASMC for the target cells。Using the methods such as immunohistochemistry, immunocytoch- -emistry signaling pathway phosphorylation levels of detection and signal blocking technology.The major signaling pathways and and cytokine balance control of Wen Shen Yi Qi Granule will be determined according to the quantitative alteration of factor which related with airway remodeling such as PI3K、p-Akt and NF-ΚB、MMP9,as well as the pulmonary histopathological changes in the cell and animal models.The results are expected to elucidate gene target mechanism of Wen Shen Yi Qi Granule in the treatment of COPD airway reconstruction, and provide the theoretical and experimental evidences for Wen Shen Yi Qi Granule to cure COPD in clinic.

慢性阻塞性肺疾病（COPD）的主要病理特征和病理基础是气道重构和气流阻塞。减轻气道重构是防治COPD的方法之一。在我们前期研究发现温肾益气颗粒对COPD肺上皮细胞中血管内皮生长因子VEGF及其受体/Flk-1有调节作用的基础上，本项目紧扣与细胞的生长、存活、增殖、凋亡、血管生成、自噬密切相关的PI3K/Akt信号通路。从温肾益气法通过对PI3K /Akt信号通路的调控来抑制气道平滑肌细胞（ASMCs）增殖的研究思路出发。首先采用气道滴注LPS联合香烟烟雾(CS)暴露的方法制备大鼠COPD模型，然后以ASMCs为研究靶细胞，采用免疫组织化学、免疫细胞化学、信号通路磷酸化水平检测及信号阻断等技术，观察温肾益气颗粒治疗前后以PI3K、p-Akt及NF-ΚB、MMP9等气道重构相关因子的表达水平以及肺组织病理变化，阐明温肾益气颗粒治疗COPD气道重构的分子机制，为其临床推广提供理论和实验依据。

研究背景：气道重塑是COPD患者症状和气流阻塞的主要原因，因此寻找能够有效治疗干预气道重构的药物是治疗COPD的关键所在。本项目从中医温肾益气法对PI3K/AKT/ mTOR信号通路的调控来抑制气道平滑肌细胞（ASMCs）增殖的研究思路出发。研究中医治法对于COPD气道重构的作用机制。.研究内容：研究分为在体实验以及离体实验两部分。首先在体实验观察温肾益气颗粒对肺组织病理变化以支气管肺组织PI3K、p-AKT及NF-ΚB、MMP-9等气道重构相关因子的表达水平的影响。其次在细胞实验中以ASMCs为研究靶细胞，用CSE刺激ASMCs，观察ASMCs增殖以及凋亡的变化。观察温肾益气颗粒含药血清对CSE刺激后ASMCs增殖、凋亡水平变化的影响,以及ASMCs中PCNA蛋白、 PI3K/AKT/ mTOR信号通路磷酸化水平的影响。.重要结果：动物实验：1、温肾益气颗粒可以明显减轻COPD大鼠气道重构病理变化。2、COPD大鼠肺组织PCNA表达量增加，温肾益气颗粒可以抑制PI3K/AKT/ mTOR信号通路以及PCNA在肺组织的表达。细胞实验：1、CSE刺激下的ASMCs增殖程度逐渐增加，在10%CSE作用下达到峰值；随着CSE浓度的增高ASMCs的凋亡程度逐渐增加，在20%CSE作用下已经产生了明显的凋亡。2、温肾益气含药血清能够抑制10%CSE 刺激下的ASMCs的增殖。可能与温肾益气含药血清抑制PI3K/AKT/ mTOR从而导致PCNA表达的下降有关；同时研究还发现温肾益气含药血清剂量依赖性的抑制了ASMCs的凋亡，其作用机制之后需要进一步的实验研究。3、CSE刺激可以导致ASMCs中PI3K/Akt/mTOR信号通路的磷酸化水平升高，同时出现PCNA蛋白表达的增强；而温肾益气颗粒含药血清可以抑制由于CSE刺激而激活的PI3K/Akt/mTOR信号通路的磷酸化水平并以此来降低PCNA的表达。 .总之：温肾益气颗粒能对气道平滑肌细胞的增殖气道抑制作用，以此干预气道重构。温肾益气颗粒能抑制 PI3K/p-Akt 信号传导通路在 COPD 肺组织及气道平滑肌细胞中的表达。这一研究结论为为温肾益气法临床治疗 COPD 提供基础研究，进一步推动其临床应用发展。