慢性阻塞性肺病时肺加速老化的分子机制研究

慢性阻塞性肺病（COPD）的病因和发病机理仍不清楚，现有的以吸入皮质激素和支气管扩张剂为主流的治疗方法不能改变COPD的自然病程。已往的研究国内外大多集中在炎症、氧化应激和蛋白酶/抗蛋白酶失衡等方面，不能解释COPD患者与衰老过程相似的诸多临床表现。FoxO蛋白信号转导通路在调控哺乳动物新陈代谢和寿命长短中起关键作用。本研究拟采用自然选择加速衰老动物模型SAM小鼠，运用重组腺病毒载体技术、实时定量PCR、Western印迹、ELISA、免疫组化等技术，从细胞、动物和人体多方面研究FoxO转录因子家族信号通路在老年性肺气肿及COPD时肺加速衰老中的作用。从肺衰老涉及的分子机制这一全新的角度探讨COPD的发病机制，将极大地丰富对这一慢性/年龄相关性疾病的发病本质的理解，并可望从抗衰老分子中开发出治疗COPD的新药物。

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一个全球性的健康问题， 为此而付出的直接或者间接医疗费用巨大。大量的流行病学研究提示随着年龄的增长，COPD的发病率以指数方式增加，在高龄老人中其患病率可高达20-30%，并且COPD常与增龄相关性疾病（如骨质疏松症，心血管病和痴呆等）共存，这些资料表明COPD很可能与衰老过程有关。.本项目使用加速衰老小鼠SAMP8及其对照小鼠SAMR1（正常衰老小鼠）进行研究，结果发现与SAMR1比较，随着年龄增长SAMP8小鼠肺组织中FOXO1和FOXO3a的表达下降更多，且与肺气肿指标（平均肺泡间距，MLI）和肺内氧化应激指标（ROS,TBARS）的增加及抗氧化基因(SOD2,catalase)的表达下降相关，说明FOXO信号通途活性的增龄性下降参与了该动物模型肺组织的加速衰老。.本项目进一步建立SAMP8小鼠的烟草暴露实验模型和COPD的小鼠肺泡巨噬细胞模型，对FoxO3a进行高表达和干扰，通过QPCR，WB实验观察FoxO信号通路相关蛋白PI3K/Akt,SIRT1,MnSOD等的变化。结果发现烟草暴露使SAMP8小鼠肺组织中SIRT1和FOXO3a的表达明显减少，而其上游分子PI3K/Akt活性增强，引起FoxO3a转录因子的乙酰化和/或磷酸化失活，终致下游氧化应激抵抗的锰超氧化物歧化酶(MnSOD)基因转录减少，导致肺细胞的衰老和凋亡，这些分子的改变与小鼠肺组织肺气肿样病理改变指标密切相关，高表达FoXO3a可部分减轻SAMP8小鼠的肺气肿程度，提示FoxO3a转录因子信号转导通路可能参与COPD时肺组织的加速老化，SIRT1和FOXO3蛋白有望成为开发治疗COPD的全新靶点。.本项目运用分子遗传学方法比较分析COPD患者和健康对照组中编码脂联素的基因ADIPOQ的遗传变异，发现该基因的AAAAACT 和GGACCTC单倍型对患病具保护效应，而AGAACTC, AGGCCTC,GGAACTC, GGACACT和GGGCCTC单倍型与患病风险增加显著相关，为下一步分析脂肪因子与慢性肺疾病的关系奠定了基础。