ASMase/Ceramide信号通路在矽尘致肺纤维化中的作用及机制研究

Pulmonary fibrosis, the most common interstitial lung disease, is also a group of chronic lung diseases caused by a variety of causes. As one of the representative disease of pulmonary fibrosis, Silicosis is the most serious and terrible occupation disease with the highest incidence in our country. Exploring the molecular mechanisms of silica dust -induced pulmonary fibrosis have became the important means to study the prevention and cure measures for silicosis. The preliminary data in vitro of our research group showed that the activation of acid sphingomyelinase(ASMase) played a role in silica-induced fibrosis in mouse embryonic fibroblast ( NIH3T3), but the effect and the related mechanism of its important metabolites amide (Ceramide) and the downstream sphinglipids on silicosis fibrosis remain to be explored, the role of Acid ceramidase(ACDase) in the anti- oxidation and anti-pulmonary fibrosis and the related mechanism deserve in-depth study and further exploration. By using the biochemistry and molecular biology techniques and methods in vitro and in vivo, the present study aims to explore the role and related mechanism of ASMase/ceramide pathway in silicon dioxide dust-induced pulmonary fibrosis, and to evaluate the effect of ASMase inhibitor and exogenous ACDase on the anti-oxidation and anti-pulmonary fibrosis in experimental silicosis. The present research will provide experimental evidence for the further exploration of the molecular mechanisms of pulmonary fibrosis, and will also shed lights on the new important clue for the prevention and cure measures for silicosis.

肺纤维化是最常见的肺间质疾病，也是一组由多种病因引起的慢性肺部疾病。矽肺作为肺纤维化的代表性疾病之一，是我国发病率最高、危害最为严重的职业病。研究矽尘致肺纤维化的分子机制，是探索矽肺防治措施的重要途径和手段。本课题组前期体外试验表明，酸性鞘磷脂酶（ASMase）激活在矽尘致小鼠胚肺成纤维细胞（NIH3T3）纤维化中发挥一定作用，但其代谢产物神经酰胺（Ceramide）及下游鞘磷脂类在矽肺纤维化过程中的作用及其机制尚不清楚，酸性神经酰胺酶（ACDase）抗氧化和抗纤维化作用亟待阐明。本研究拟通过运用体内与体外试验相结合的方法，采用生物化学与分子生物学技术和方法，研究ASMase/ceramide信号通路在矽尘致肺纤维化的作用及其机制，评价给予ASMase抑制剂与外源性ACDase对实验性矽肺的抗氧化损伤及抗纤维化效应。本研究为阐明矽肺的分子机制提供科学依据，为矽肺纤维化的防治提供新的线索。

项目背景：矽肺作为肺纤维化的代表性疾病之一，是我国发病率最高、危害最为严重的职业病。研究提示ASMase/Cer信号通路参与肺纤维化的发病过程，但有关该通路在矽尘致肺纤维化的分子机制尚不明确。本课题观察靶细胞ASMase下调对矽尘致纤维化的影响，并探讨外源性ACDase（rAC）对矽肺纤维化的干预效应。.主要研究内容：本项目通过细胞模型和整体动物模型研究ASMase/Cer信号通路在矽尘致肺纤维化的作用，并探讨ASMase抑制剂DMI与rAC对矽肺纤维化的干预作用。.重要结果及关键数据：.1.采用小鼠NIH3T3细胞建立矽肺纤维化的体外模型，深入探讨矽尘致纤维化与ASMase/Cer通路的关系：结果显示矽尘可能通过启动PAM的氧化应激和炎性反应，并激活NIH3T3细胞ASMase/Cer通路而引起纤维化； rAC预处理能拮抗矽尘对PAM氧化应激和炎性反应，抑制Cer水平发挥抗纤维化作用。.2.探讨尘肺患者鞘磷脂类信号通路物质的变化：结果提示患者体内发生氧化应激和炎症反应，且鞘磷脂类代谢通路参与尘肺的发生与发展。.3.建立人源肺纤维化细胞模型，研究ASMase/Cer通路在矽尘致肺纤维化模型中的作用以及rAC的干预效应：结果显示矽尘染毒可启动人源巨噬细胞氧化应激及炎症反应，并激活HFL-1细胞鞘磷脂类信号通路的代谢，刺激成纤维细胞向肌成纤维细胞转化；rAC具有干预作用。 .4. 建立大鼠矽肺纤维化模型，探索氧化损伤及鞘磷脂类相关通路与肺纤维化发生的联系，研究抗氧化剂NAC与DMI单独作用和联合作用对大鼠矽肺纤维化的影响：结果表明矽尘可诱导大鼠体内氧化应激及炎症反应，激活鞘磷脂类代谢通路导致矽肺纤维化；NAC与DMI单独作用和联合作用均可减轻矽肺纤维化的程度。.科学意义：本项目通过建立矽肺纤维化的体外与体内模型，研究证实ASMase/cer通路在矽尘致肺纤维化发挥重要作用， DMI与rAC通过拮抗氧化应激及炎症反应进而抑制矽尘致纤维化效应；矽肺患者体内生物标志检测证实尘肺疾病的发生与发展，不仅与氧化应激和炎症反应有关，鞘磷脂类代谢通路也参与其中。本研究为深入阐明矽肺的发生机制及其防治提供新的依据和线索，具有重要的科学意义。