色素上皮衍生因子（PEDF）及其受体家族调控COPD肺结构细胞异常凋亡与炎性损伤的机制研究

Aberrant apoptosis of lung structure cells could induce lung destruction, leading to Chronic Obstructive Pulmonary Diseases (COPD). Pigment epithelium-derived factor (PEDF) belongs to secreting glycoprotein and perform multiple functions via PEDF receptors family. Recent studies indicated that PEDF and its receptors played an essential role in modulating cell apoptosis. However, the role of PEDF in pathogenesis of COPD remains unclear. Our pioneer study demonstrated that the levels of PEDF in serum of COPD patients increased significantly, which was also positively correlated with apoptosis and inflammatory indicators. Furthermore, the expression of PEDF in human airway epithelial cells was found to be induced by cigarette smoke extract (CSE) by using differential proteomics SILAC in vitro and in vivo. Therefore, we assume that PEDF and its receptor family may play an important role in regulating abnormal apoptosis of lung structure cells and mediating inflammatory response in COPD. Our goal in this proposal is to elucidate the molecular mechanisms of PEDF and its receptors involved in lung injury of COPD, via constructing AVV expressed PEDF plasmid, PEDFR knockout mice, and COPD models in vivo and ex vivo. The study may find novel target for the treatment of COPD.

肺结构细胞异常凋亡所致的肺实质损伤是形成慢性阻塞性肺疾病（COPD）的重要机制。色素上皮衍生因子(PEDF）是一种分泌型糖蛋白，通过作用于PEDF受体家族发挥多种生物学活性。最新研究显示PEDF及其受体在调控细胞凋亡过程中发挥关键作用，但在COPD中的作用尚未知。我们前期研究发现COPD患者循环PEDF水平明显升高，并与凋亡及炎性因子水平密切相关；通过SILAC（稳定同位素标记技术）蛋白组学研究还发现香烟烟雾提取物能显著增加人气道上皮细胞PEDF的表达，并在熏烟动物气道炎症模型中得以验证。因此我们推测PEDF及其受体家族可能是调控COPD肺组织结构细胞异常凋亡与炎症反应的重要机制。本项目拟通过构建体内外COPD疾病模型，采用PEDF腺病毒表达载体、PEDFR基因敲除鼠等技术，明确PEDF及其受体家族在COPD肺实质损伤过程中的作用与分子机制，以期为临床治疗提供新的思路。

肺结构细胞炎性损伤及异常凋亡所致的肺实质损伤是形成慢性阻塞性肺疾病（COPD）的重要机制。色素上皮衍生因子(PEDF）是一种分泌型糖蛋白，通过作用于PEDF 受体家族发挥多种生物学活性。最新研究显示PEDF 及其受体在调控细胞凋亡过程中发挥关键作用，但在COPD 中的作用尚未知。根据我们的前期研究，我们提出以下假说：PEDF 及其受体家族可能是调控COPD 肺组织结构细胞异常凋亡与炎症反应的重要机制。.本课题研究发现：与健康对照组相比，吸烟COPD 患者小气道 PEDF 的表达明显增加，COPD 患者 BALF和血循环中PEDF 水平同对照组相比表达明显增加，与炎性因子IL-1β、IL-6 和 TNF-α、CRP成正相关，且血清中PEDF水平与及白细胞数目正相关，与FEV1/pre、FEV1/FVC成负相关，同时发现在COPD患者血循环中Fas表达增加。CSE 刺激人气道上皮细胞后，细胞的 mRNA 和蛋白水平表达增加，同时Wnt/低密度脂蛋白受体相关蛋白6 (LRP6) 信号通路活性的降低，转染 PEDF siRNA 可部分恢复Wnt/ LRP6 信号通路的活性，而转染 PEDF 过表达质粒后可抑制 Wnt/ LRP6 信号通路的活性。此外，我们还发现不同浓度的CSE 刺激A549和NCI-H292细胞后,凋亡细胞数量和PEDF的表达均增加，这表明PEDF可能参与了肺泡细胞凋亡。CSE处理后气道上皮细胞还伴有细胞内ERK和p38磷酸化水平均增强，故我们推测PEDF可以通过调节ERK / p38 MAPK途径参与气道上皮细胞的炎症和凋亡。在C57BL/6小鼠构建的气道炎症模型中，烟熏6周、8周及10周小鼠的PEDF表达与肺泡II型细胞的异常凋亡均增加。以上研究结果表明: PEDF可能与气道和肺部炎症反应密切相关，并通过LRP6/Wnt通路参与调控COPD肺炎性损伤，同时PEDF还参与调控COPD的肺泡II型细胞和气道上皮细胞的异常凋亡，这为临床上治疗COPD提供了新靶点和新思路。