miR-21/SMAD7/TGFβ通路在COPD中的作用及对Th17细胞分化的影响

Chronic uncontrollable airway inflammation play a major role in pathogenesis of Chronic Obstructive Pulmonary Disease(COPD). Little is known concerning the regulatory mechanism of the inflammation. MicroRNA-21 recently become a research hotspot which can regulate the function of CD4+ T lymphocytes. T-helper cell 17(Th17) represents a new subset of CD4+ T cells that secrete interleukin-17(IL-17).IL-17A can induce a variety of cells to produce abundent inflammatory cytokine,which plays an important role in the airway inflammation of COPD. Our preliminary study observed increased expression of miR-21 in the lung tissue of COPD rats model, proved increased expression of miR-21 in peripheral blood serum and mononuclear cell of COPD patients. We also predicted that SMAD7 is possible the target gene of miR-21 through bioinformatics software, and also verified the abnormal expression of Smad7 and transforming Growth Factor-beta(TGF-β) in the lung tissue of COPD rats model. It prompts the possibility of miR-21 regulating SMAD7/TGF-β pathway. We will establish the miR-21 knock-out mice COPD model.Furthermore we need to confirm the mechanism of miR-21 amplification inflammatory response and influence inflammatory microenvironment in COPD by regulating and controlling Th17 cell function through SMAD7/TGF-β pathway. Completion of this study may represent a new intervention target in the treatment of COPD.

慢性气道非可控炎症是COPD发病机制的关键，但其调控机制仍知之甚少。miR-21是目前研究较多的热点miRNA，最新研究发现它可调节CD4+ T淋巴细胞。辅助性T细胞17(Th17)是一种新发现的能够分泌IL-17的CD4+ T淋巴细胞亚群，其分泌的IL-17A可诱导多种细胞释放大量炎症因子，在COPD气道炎症反应中发挥重要作用。我们前期研究发现COPD大鼠肺组织miR-21表达增加，进而证实在COPD患者外周血清及单个核细胞miR-21表达增加。通过生物信息学软件预测Smad7可能为miR-21靶基因，同时我们研究证实COPD动物模型肺组织SMAD7和TGFβ表达异常。提示miR-21可能调控SMAD7/TGFβ通路，我们拟构建miR-21基因敲除小鼠COPD模型，进一步证实miR-21通过SMAD7/TGFβ通路调控Th17细胞功能进而放大炎症反应，影响COPD炎症微环境的机制，为COPD的治疗提供新的干预靶点。

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是目前全球范围内发病率及死亡率最高的疾病之一，在中国40岁及以上人群的慢阻肺患病率高达13.6%。COPD以持续性气流受限为特征，其气流受限多呈进行性发展，目前尚无有效药物可阻止病情进展。然而COPD 的发病机制仍未完全明确，已有证据表明,气道持续不可控炎症是COPD 发病机制的关键，其中辅助性T细胞17(Th17)是一种新发现的能够分泌IL-17的CD4+ T淋巴细胞亚群，它分泌的IL-17A可诱导多种细胞释放大量炎症因子，在COPD气道炎症反应中可能发挥重要作用，但影响COPD Th17细胞分化及其活化机制尚不清楚，亟待阐明。.本项目的主要研究内容包括：研究miR-21敲除对COPD 肺功能、肺组织气道重塑及炎症反应的影响；研究miR-21对Th17细胞分化及活化的影响；研究miR-21 通过SAMD7/TGF-β 信号通路影响了COPD 中Th17 细胞的活化；在COPD患者的肺组织中进一步证实存在miR-21、SAMD7/TGF-β通路异常及Th17细胞活化。.我们研究发现在COPD动物模型中脾脏Th17比例增高，COPD患者肺组织中相关炎症因子表达增加，这些炎症因子的产生导致COPD炎症反应进一步放大，并可诱导更多炎症细胞参与其中。因此Th17细胞可能在COPD 发病机制中扮演重要角色。我们同时发现COPD患者肺组织中miR-21表达同样增高。通过建立miR-21基因敲除COPD动物模型发现肺组织炎症细胞减少，Th17细胞关键转录因子RORγT表达减少，同时IL-17A等相关炎症因子表达亦降低，我们进一步用miR-21模拟剂和抑制剂干预Th17细胞，发现miR-21可以调节Th17分化比例，同时可调控Th17关键转录因子ROR-γT的表达，从而证实miR-21可以调节Th17细胞分化及其功能。本研究还证实在COPD患者肺组织中存在TGF-β信号通路中多个重要蛋白（SAMD7、p-SAMD2、3、TGF-β）异常表达，这说明Smads/TGF-β 通路在COPD发病机制中起重要作用。我们发现miR-21模拟剂可使Th17细胞SAMD7、TGF-β表达增加，而抑制剂可降低二者表达，说明miR-21可调控SMAD/TGFβ通路。.以上研究结果从分子水平到系统全方位研究miR-21 通过SAMD7/TGFβ 通路影响Th17 细胞的分化