LSM2对慢阻肺气道、肺上皮损伤修复的调控作用研究
批准号:
82070045
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
周建
依托单位:
学科分类:
慢性阻塞性肺疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周建
中文摘要
炎症和氧化应激及其引发的上皮屏障功能受损是最先发生,同时也是COPD病变进展的关键。然而,目前临床上依然缺乏有效修复上皮的手段。LSM2在前体信使RNA(pre-mRNA)剪接和降解等过程中起重要作用,但其在COPD发生发展中的作用未知。我们前期研究发现,在COPD稳定期患者血浆中外泌体LSM2基因和蛋白显著高于健康吸烟人群;LSM2主要表达于气道、肺上皮细胞;烟雾刺激上调LSM2在气道、肺上皮细胞中的表达;敲除Lsm2加重烟熏诱导的小鼠肺部炎症反应和损伤;慢病毒敲减LSM2抑制uPA和SREBP1/SCD1等信号通路,引起线粒体介导的上皮细胞凋亡。因此,我们推测LSM2在肺部炎症、氧化应激及上皮损伤修复中起关键作用。本研究将探讨LSM2在慢阻肺气道、肺上皮损伤修复中的作用及机制,为COPD的防治提供新的关键靶点。
英文摘要
Inflammation and oxidative stress induced epithelial barrier dysfunction is the first step which plays a critical role in the progression of COPD; however, there is still a lack of efficient treatments for the repair of epithelium after injury. U6 snRNA-associated Sm-like protein LSm2 (LSM2) regulates pre-mRNA splicing; however, the role of LSM2 in COPD is not clear. In previous studies, we found that the levels of exosomal LSM2 mRNA and protein from patients with COPD were significantly higher than that from healthy smokers. LSM2 was mainly expressed in the airway and lung epithelial cells, and cigarette smoke significantly upregulated the expression of LSM2. Lsm2 knockout in mice significantly aggravated the smoke-induced lung inflammation and damage. LSM2 knockdown in human airway epithelial cells significantly decreased the cell proliferation by inhibiting urokinase plasminogen activator (uPA) and sterol regulatory element-binding protein-1 (SREBP1)/stearoyl-CoA desaturase 1 (SCD1) pathways. Therefore, we hypothesize that LSM2 plays an important role in lung inflammation, oxidative stress, and the repair of epithelium after injury. Using the LSM2 conditional knockout mice, we propose to study the role of LSM2 in the repair of airway and lung epithelium after injury. Our studies will provide critical targets for the treatment of COPD.
目前对慢阻肺仍然缺乏生物标志物和针对呼吸道病理改变有效的治疗措施。炎症和氧化应激及其引发的上皮屏障功能受损是COPD病变进展的关键。LSM2在前体信使RNA剪接和降解等过程中起重要作用,但其在COPD发生发展中的作用未知。本项目通过Lsm2基因敲除小鼠和上皮细胞Lsm2基因敲减,阐明了Lsm2通过改变Club细胞向纤毛细胞的分化,加重烟熏引起的气道损伤和炎症反应。.体内实验:香烟烟雾上调LSM2在上皮细胞中的表达,利用CRISPR/Cas9技术,获得Lsm2基因敲除小鼠;通过构建小鼠香烟烟熏COPD模型模拟气道炎症,发现Lsm2基因敲除加重烟熏引起的气道损伤、肺部炎症,增加烟熏引起的IL-6和TNF-α等炎症因子的分泌。机制研究发现,LSM2主要表达在Club细胞中;与野生型小鼠相比,Club细胞特异性敲除Lsm2组小鼠Club细胞数量显著减少,气道壁显著变薄。与野生型烟熏小鼠相比,Club细胞特异性敲除Lsm2组烟熏小鼠中Club细胞进一步减少,纤毛细胞减少,显著改变了Club细胞向纤毛细胞的分化进程。.体外实验:烟雾提取物上调LSM2在上皮细胞中的表达,LSM2基因敲减降低细胞增殖,增加细胞凋亡。机制研究表明,上皮细胞LSM2基因敲减引起线粒体膜电位增加,改变细胞周期,导致细胞在S期发生阻滞。LSM2和uPA形成复合物,抑制uPA的表达能够引起细胞凋亡的增加。.临床研究:检测GEO数据库GSE5058和GSE8545数据集中33位COPD病人和23位健康对照的肺组织中LSM2基因的mRNA表达发现,与健康对照相比,LSM2基因在COPD患者中的表达量显著增加。建立高通量纳米生物芯片液体活检系统(HNCIB),同时一步捕获和识别外泌体表面的膜蛋白、以及外泌体内部含有的基因和蛋白。通过收集34例稳定期COPD和52例急性发作期COPD(AECOPD)患者外周血,行HNCIB检测发现,AECOPD患者血浆外泌体LSM2基因和蛋白、SCD1蛋白表达量显著高于稳定期患者,LSM2 + SCD1组合AUC为0.802(0.696 - 0.907),对于AECOPD有较高的诊断效能,有可能成为AECOPD的潜在生物标志物。
Clara细胞LBR-ALDH3A1/ALDH1A2信号参与COPD修复的机制
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批准号:82270040
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:周建
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依托单位:
GLIPR1在慢性阻塞性肺疾病中的作用及其机制
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批准号:81770039
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2017
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负责人:周建
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依托单位:
甘油激酶5对气道炎症和上皮损伤修复的调控效应及其机制
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批准号:81570028
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2015
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负责人:周建
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依托单位:
BKCa通道在单个上皮细胞损伤所致气道高反应性中的作用及机制
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批准号:81400018
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2014
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负责人:周建
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依托单位:
国内基金
海外基金