基于PI3K/Akt/mTOR信号通路调控巨噬细胞自噬探讨银杏叶提取物防治COPD气道炎症的机制

Airway inflammation is the main pathogenic mechanism of COPD.Selectively restrained PI3K/Akt/mTOR signal pathway can induce the macrophage autophagy,and reduce the level of inflammatory factors secreted by macrophages and alleviate the COPD airway inflammation.Previous studies have confirmed that ginkgo biloba extracts can relieve the airway inflammation of the rats with COPD,but the mechanism is unclear.On the basis of previous research and the hypothesis that GBE can selective inhibit of PI3K/Akt/mTOR signal pathway to control macrophage autophagy,this project intends to establish the COPD rats’syndrome and human macrophage inflammatory syndrome in vitro,with the intervention of GBE to observe the changes of macrophage autophagy through transmission electron microscopy.The expression of microtubule-associated protein LC3-II,Akt,mTOR and autophagy related protein Beclin 1 will be detected by experimental methods such as the cell immunofluorescence,qRT-PCR,Western blotting etc.We aim to explore the mechanism of macrophage autophagy and its role in the development of airway inflammation in COPD and to research the influence of GBE on PI3K/Akt/mTOR signal pathway.Through the study,we can clarify the mechanism of GBE inhibiting airway inflammation of COPD,that will provide new targets to GBE treatment for COPD.

气道炎症是COPD发病的主要机制，选择性抑制PI3K/Akt/mT0R信号通路能诱导巨噬细胞自噬，降低巨噬细胞分泌炎症因子的水平，从而减轻C0PD气道炎症。前期研究表明银杏叶提取物（GBE）能减轻COPD大鼠气道炎症，但其具体机制尚不明确。本研究在前期研究的基础上，以GBE能选择性抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路调控巨噬细胞自噬为假说，建立COPD大鼠模型及体外人巨噬细胞炎症模型，以GBE干预，透射电镜观察巨噬细胞自噬体的变化，采用细胞免疫荧光、qRT-PCR、Western blotting等方法检测微管相关蛋白LC3-II、Akt、mTOR及自噬相关蛋白Beclin 1的表达，探讨巨噬细胞自噬的机制及其在COPD气道炎症中的作用，研究GBE对PI3K/Akt/mTOR信号通路的影响，阐明GBE抑制COPD大鼠气道炎症的机制，为GBE治疗COPD提供新的靶点。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全球发病率和死亡率最高的疾病之一，气道炎症是COPD发病的主要机制，选择性抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路能诱导巨噬细胞自噬，降低巨噬细胞分泌炎症因子的水平，从而减轻COPD气道炎症。前期研究发现，银杏叶提取物（GBE）能减轻COPD大鼠气道炎症，但其具体机制尚不明确。本研究在前期研究的基础上，以GBE能选择性抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路调控巨噬细胞自噬为假说，建立COPD大鼠模型及体外人巨噬细胞炎症模型，以GBE干预，透射电镜观察巨噬细胞自噬体的变化，采用细胞免疫荧光、qRT-PCR、Western-blotting等方法检测自噬相关蛋白PI3K、Akt、mTOR、Beclin1的表达，探讨巨噬细胞自噬的机制及其在COPD气道炎症中的作用，研究GBE对PI3K/Akt/mTOR信号通路的影响，阐明GBE抑制COPD大鼠气道炎症的机制，为GBE治疗COPD提供新的靶点。动物实验结果发现，GBE能通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路，维持COPD大鼠肺泡巨噬细胞的自噬功能，减轻肺泡巨噬细胞浸润，减轻COPD大鼠气道炎症与全身炎症反应，抑制肺泡破坏，改善气道重塑，从而发挥治疗COPD的作用。体外实验结果发现，银杏叶提取物能够通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路，提高人巨噬细胞的自噬水平，促进自噬体与溶酶体的融合，改善香烟烟雾提取物引起的人巨噬细胞的自噬损伤。本研究通过动物实验及体外细胞实验，明确了巨噬细胞自噬在COPD气道炎症中的作用以及PI3K/Akt/mTOR信号通路在调控巨噬细胞自噬中的作用，明确了银杏叶提取物能通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路促进巨噬细胞自噬从而发挥抑制COPD气道炎症的作用，为COPD的治疗提供了新靶点，为银杏叶提取物在COPD防治中的应用提供了一定的实验依据。