RAGE调控肺泡上皮细胞间质转化促进矽肺纤维化的作用机制研究

Silicosis is an occupational disease which is mainly characterized by diffuse pulmonary fibrosis in the lung. It is important to find out the targets that can effectively alleviate or reverse silicotic fibrosis. Epithelial-Mesenchymal Transition（EMT）is the main source of myofibroblasts which play an important role in silicotic fibrosis. It has been reported that receptor for advanced glycation end products (RAGE) plays a role in silicosis, while the detail mechanisms remain unknown. Our preliminary study further indicated that the expression of RAGE is decreased in silica-induced EMT model in alveolar type II epithelial cell lines (A549). Therefore, we assume that RAGE may contribute to silicosis by regulating EMT. Our goal in this proposal is to elucidate the molecular mechanisms of RAGE involved in silicotic fibrosis, via RAGE transgenic mice, siRNA , constructing expression vector, luciferase reporter gene vector and silicosis models in vivo and ex vivo. The study may find novel targets for the treatment of silicosis.

矽肺是一种以弥漫性肺间质纤维化为主要病理特征的职业病，寻找能有效缓解或逆转肺纤维化的靶点是临床治疗矽肺的关键。上皮细胞间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)是肌成纤维细胞大量产生、最终导致矽肺纤维化的重要原因。已有研究表明，晚期糖基化终末产物受体（RAGE）与矽肺的发生有关联，但其具体的作用机制还属未知。我们的前期研究结果表明，RAGE在二氧化硅诱导的肺泡II型上皮细胞株（A549）EMT模型中表达降低。因此，我们推测RAGE可能通过调节EMT过程在矽肺纤维化中发挥重要作用。本研究拟通过构建体内体外矽肺纤维化模型，采用RAGE转基因小鼠、RNA干扰、构建表达载体和荧光报告载体等手段，以期明确RAGE在矽肺纤维化发病过程中的分子机制及功能，为临床治疗矽肺纤维化提供新思路。

矽肺是一种以弥漫性肺间质纤维化为主要病理特征的职业病，寻找能有效缓解或逆转肺纤维化的靶点是临床治疗矽肺的关键。上皮细胞间质转化(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)是肌成纤维细胞大量产生、最终导致矽肺纤维化的重要原因。已有研究表明，晚期糖基化终末产物受体（Receptor for advanced glycation end products, RAGE）参与多种纤维化疾病的发生进展过程，且与矽肺纤维化存在关联，但其具体的作用机制还不清楚。我们的前期研究结果表明，RAGE在二氧化硅诱导的人肺泡II型上皮细胞株（A549）EMT模型中表达增加。因此，我们推测RAGE可能通过调节EMT过程在矽肺纤维化中发挥重要作用。本课题研究发现：1、与健康对照和观察对象相比，矽肺病人肺泡灌洗液和血清中sRAGE表达降低，血清中RAGE的配体HMGB1、S100A4表达明显增加；sRAGE和S100A4与炎症因子、促纤维化因子、肺功能存在相关性。2、在TGF-β1诱导的大鼠肺泡上皮细胞间质转化模型（EMT）中，RAGE、HMGB1、S100A4以及β-catenin明显增加；进一步研究表明， RAGE与配体HMGB1结合，调控β-catenin的表达，从而影响TGF-β1诱导的肺泡上皮细胞间质转化过程。3、采用RAGE敲除小鼠和野生型小鼠构建矽肺模型，同时采用HMGB1的化学抑制剂甘草酸(Glycyrrhizin)对模型进行干预，探究RAGE和HMGB1在矽肺小鼠中的作用。结果显示，与对照组相比，矽肺小鼠肺组织中上皮细胞标志物表达降低、间质细胞标志物表达增加，同时，RAGE、HMGB1以及β-catenin的表达增加；敲除RAGE和抑制HMGB1均可以显著改善矽肺小鼠的肺功能，减少矽肺小鼠肺泡灌洗液中白细胞的增多、肺泡间隔中炎症细胞的聚集、肺组织中羟脯氨酸的含量、血清中的TGF-β1的分泌，以及缓解肺组织中EMT的发生。综上，RAGE可能与其配体结合，调控β-catenin通路参与调节EMT过程，进而在矽肺纤维化中发挥重要作用。本研究揭示了对矽肺纤维化进行干预的可能靶点，为矽肺纤维化的治疗提供实验数据。