肺泡上皮細胞端粒調控機制在IPF發病中的作用研究

《肺泡上皮細胞端粒調控機制在IPF發病中的作用研究》是依託南京大學，由代靜泓擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：肺泡上皮細胞端粒調控機制在IPF發病中的作用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：代靜泓
• 依託單位：南京大學

項目摘要

特發性肺纖維化（IPF）是以慢性、進展性肺間質纖維化為特徵的致死性疾病, 為一種增齡相關性疾病。端粒及端粒酶在細胞衰老中發揮關鍵作用。我們的前期工作表明，外周血粒細胞端粒長度縮短是IPF發生及預後的獨立危險因素。已知外周血粒細胞與肺泡上皮細胞端粒長度呈正相關，提示肺泡上皮細胞衰老機制參與IPF的發生髮展。Wnt信號過度激活在IPF病理形成中起重要作用。我們前期發現，阻斷Wnt信號通路可抑制成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化，減輕動物模型的肺纖維化程度。但是，Wnt信號通路是否參與對肺泡上皮細胞端粒長度的調控，影響其老化過程尚不清楚。本研究在前期工作基礎上，擬探尋Wnt通路對肺泡上皮細胞端粒酶表達的調控機制，並進一步探討特異性抑制Wnt通路促纖維生長的同時，維持肺泡上皮細胞端粒穩定的可能性。此研究的開展將為解釋IPF是增齡性疾病提供理論依據，為通過干預細胞衰老機制的治療提供靶點。

結題摘要

特發性肺纖維化（IPF）是增齡相關疾病。文獻及前期研究表明，肺泡上皮細胞衰老是IPF發病的始動觸發環節，與細胞衰老密切相關的端粒長度縮短是IPF發病及預後的分子危險因素。然而，調控肺泡上皮細胞衰老及衰老相關端粒酶表達的分子機制，以及細胞衰老與成纖維細胞活化增生的關聯尚待闡述。在本項目的資助下，申請人帶領的研究團隊開展了系列研究，首先在IPF肺組織標本驗證，衰老標記P16、P21表達升高，WNT/β-catenin信號通路活化分子β-catenin的下調，轉錄因子TCF4、KLF4下調，端粒酶逆轉錄酶（TERT）表達下調，提示肺泡上皮細胞WNT信號通路活性受到抑制，細胞提前老化。採用經典的博來黴素刺激小鼠肺泡上皮細胞系MLE12，構建細胞衰老模型，細胞實驗顯示衰老的肺泡上皮細胞β-catenin、TCF4、KLF4均表達下調，TERT的表達下調，端粒酶活性減低；採用WNT通路激動劑處理衰老肺泡上皮細胞或TCF4、KLF4過表達，TERT表達穩定或增加，衰老標記下調。染色質免疫共沉澱結果表明，WNT/β-catenin信號通路對TERT基因表達的調控是通過β-catenin與TCF4、KLF4結合至TERT基因啟動子區實現的。採用博來黴素氣管霧化給藥誘導的肺纖維化小鼠模型，利用慢病毒載體過表達TCF4以及KLF4，可上調TERT的表達，穩定端粒酶活性，減輕肺泡上皮細胞衰老，實驗動物的肺纖維化程度減輕。進一步構建衰老肺泡上皮細胞與成纖維細胞共培養體系，該體系內成纖維細胞激活的WNT信號通路可上調乾性因子NANOG的表達，進而促進成纖維細胞活化增生。本研究結果證實肺泡上皮細胞受損老化是肺纖維化發病機制的核心環節，首次系統闡述WNT/β-catenin信號通路對肺泡上皮細胞端粒酶基因的表達及端粒長度的細胞特異性穩定作用，為針對肺泡上皮細胞的修復和再生能力作為新的治療干預策略提供了理論基礎。