表观遗传修饰Wnt/β-catenin信号通路在气道重构中的作用及机制研究

气道重构是导致COPD气流不完全可逆和疾病致残率上升的主要决定性因素，损伤后的过度修复是气道重构的主要致病机制。Wnt/β-catenin信号通路主要调节间充质细胞增殖、分化等功能，新近研究证实Wnt/β-catenin通路在肺发育及肺部相关疾病中异常活化。虽然在肿瘤发生机理中，Wnt拮抗剂Wif-1基因启动子受表观遗传学甲基化修饰致低表达是Wnt通路活化的重要机制，但Wif-1在气道重构中的作用及机制均未阐明。. 本课题拟通过RNA干扰及去甲基化的方法，确定COPD患者原代人肺成纤维细胞中Wif-1基因启动子活性受表观遗传学调控，进一步揭示Wif-1基因启动子甲基化致Wnt通路异常活化的分子机制；同时对COPD患者按肺功能进行疾病严重度分级，阐明Wif-1基因表达和CpG岛甲基化率的改变对COPD气道重构的影响，并明确Wnt通路参与气道重构调控机制，为逆转COPD气道重构提供新的靶点。

气道重构是导致慢性阻塞性肺疾病（COPD）气流受限和致死率逐年上升的主要因素。气道重构主要包括三个方面：气道炎症、气道粘液高分泌及管周纤维化。大量研究发现，Wnt/β-catenin 信号通路参与调控各种癌症的发生发展过程，且Wnt通路抑制因子的表观遗传修饰（DNA甲基化）在这一过程中可能发挥重要作用。最新研究报告Wnt/β-catenin信号通路与肺癌、肺纤维化等肺疾病的发生密切相关，但关于该信号通路是否参与调控COPD气道重构以及其相关机制还不清楚。本研究是为了探讨这一假说：Wnt/β-catenin信号通路参与调控COPD气道重构过程，且与该通路抑制因子的甲基化修饰调节相关。我们研究发现，在吸烟及COPD病人肺组织中，Wnt/β-catenin通路活性降低，且抑制因子Wif-1启动子区域甲基化水平降低；在香烟提取物（CSE）诱导的气道上皮细胞（16HBE）和香烟诱导的小鼠气道炎症模型中，Wnt通路抑制因子Wif-1、Sfrp1和Sfrp4表达显著上调，且 Wnt/β-catenin通路可能通过调节TNF-α、IL-1β和TGF-β1的表达来减轻香烟诱导的炎症反应。此外，我们还发现，在CSE 处理后的上皮细胞中Wnt/β-catenin通路参与调节粘蛋白的表达；而Wnt/β-catenin通路抑制剂槲皮素和多西环素可以分别通过调节NF-κB通路和MMP-9的表达来减轻香烟诱导的气道炎症和气道粘液高分泌。以上结果提示：Wnt/β-catenin通路在气道重构过程中活性降低，这可能与Wnt抑制因子的高表达以及其低甲基化水平相关；通过特异性激动剂/抑制剂或天然化合物和药物调控Wnt/β-catenin通路活性可能成为治疗COPD气道重塑的新方法和新思路。