磷酸酶SHP2調控吸菸誘導氣道上皮細胞損傷的分子基礎

《磷酸酶SHP2調控吸菸誘導氣道上皮細胞損傷的分子基礎》是依託浙江大學，由謝強敏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：磷酸酶SHP2調控吸菸誘導氣道上皮細胞損傷的分子基礎
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：謝強敏
• 項目類別：面上項目

項目摘要

磷酸酶SHP2信號可調控細胞生長、趨化和分泌,是ERK、STAT3、NF-kB等多條前炎因子和生長因子信號途徑的上游。吸菸是引起慢性阻塞性肺病（COPD）的最主要危險因子,氣道上皮則是最先受損傷的細胞之一,損傷後分泌的各種因子引起炎症免疫網路連結反應,最終會導致小氣道重塑和肺纖維化。而磷酸酶SHP2能否調控吸菸引起的氣道上皮細胞損傷至今尚未見有報導。我們已研究證明了SHP2信號阻斷後抑制氣道細胞因子和生長因子的表達,顯示很強的抗氣道炎症作用。本研究建立肺SHP-2條件性缺失動物模型,利用SHP2特異性抑制劑、siRNA-SHP2等工具和分子藥理學方法,通過整體吸菸模型和香菸提取物刺激離體上皮細胞模型探索SHP2信號對上皮細胞增殖、分泌和凋亡的影響，以及對其下游信號ERK、STAT3、NF-kB調節機制,闡明SHP2信號在上皮細胞損傷中的影響環節和分子機制,為COPD治療提供新的理論和靶點。

結題摘要

目的：研究磷酸酶SHP2調控吸菸誘導氣道上皮細胞損傷的分子基礎。方法：用香菸提取物(CSE)誘導上皮細胞白介素-8 (IL-8) 和Muc5ac基因和蛋白表達上升；用Shp2抑制劑PHPS1預處理或用siRNA干擾特異性敲除Shp2。釆用野生C57BL/6小鼠以及肺上皮細胞Shp2特異性基因敲除小鼠連續被動吸菸誘導肺急性損傷；檢測肺泡灌洗液（BALF ）中炎症細胞數目；用Q-RCR方法測定肺組織中IL-8、Muc5ac和Shp2基因表達，用WB法測定蛋白。用免疫組化檢測人氣道黏膜和小鼠肺組織的Shp2表達。結果：(1)CSE引起肺上皮細胞細胞毒反應和抑制細胞生長，誘導一系列趨化因子和炎症因子基因表達，其中IL-8、Muc5ac和MMP-9基因表達最為顯著。小鼠吸菸模型發現吸菸能促進肺部IL-8釋放和Muc5ac表達增加，以及炎症細胞的聚集。(2)CSE誘導肺上皮細胞Shp2基因高表達和高磷酸化表達。COPD吸菸者樣本與非吸菸者相比肺部Shp2水平顯著升高；吸菸小鼠模型肺組織免疫組化實驗也表明吸菸能誘導肺部Shp2水平的上升。(3)PHPS1能明顯抑制CSE誘導的上皮細胞IL-8和Muc5ac基因和蛋白表達；吸菸小鼠模型顯示，PHPS1能明顯降低IL-8分泌和Muc5ac表達，以及炎症細胞聚集和浸潤。(4)肺上皮細胞Shp2基因沉默後能顯著抑制CSE誘導的IL-8蛋白分泌和Muc5ac蛋白表達；與正常小鼠相比，肺特異性Shp2敲除小鼠肺部IL-8和Muc5ac蛋白含量以及炎症細胞聚集和浸潤沒有明顯變化，但是經過連續四天吸菸後，肺部Shp2敲除小鼠肺部IL-8和Muc5ac蛋白含量以及炎症細胞聚集和浸潤明顯比正常吸菸小鼠減輕。(5)CSE能濃度依賴性地誘導肺上皮細胞EGFR, Gabl和Shp2形成複合物。Erkl/2抑制劑U0126能顯著抑制CSE誘導的肺上皮細胞IL-8釋放和Muc5ac表達；CSE能濃度和時間依賴性促進磷酸化Erkl/2表達，PHPS1能顯著降低由CSE誘導的肺上皮細胞Erkl/2磷酸化；在動物實驗中PHPS1特異性抑制小鼠Shp2酶活性或者是小鼠肺上皮細胞特異性敲除後顯著抑制吸菸誘導的Erkl/2磷酸化。結論：Shp2在吸菸誘導的肺部炎症反應中起關鍵的作用。Shp2可能是治療吸菸引起的肺部炎症疾病如COPD的潛在靶點。