p62依赖的选择性自噬对实验性矽肺纤维化的作用及机制研究

Silicosis is one of the most common and serious types of pneumoconiosis. Autophagy as an alternative cell death pathway is closely linked with apoptosis. Autophagy is considered as the potential pathogenesis of silicosis. Our previous study found that autophagosomes were increased in alveolar macrophage (AM) of human silicosis. The increased p62/sequestosome1 (SQSTM1) protein led to defect of autophagic degradation and exacerbated the apoptosis of AM. We also found that p62 was increased in silicotic patients’ serum, p62-dependent type of selective autophagy may play an important role in the progression of silicosis. This study establish silicotic mice model to observe the influence of p62-dependent type of selective autophagy in the pathological progression of silicosis, and determine the regulatory effect of p62 on apoptosis and inflammation in the pathological progression of silicosis. Analyze the influence of p62-dependent type of selective autophagy on the development of silicosis. Meanwhile, this study observes the effect of p62 inhibition on treatment of silicosis, and make more explicit of mutual regulation between p62-dependent type of selective autophagy and silicotic fibrosis. The purpose is to search the new target of autophagy against silicotic fibrosis, and clarify the mechanism about it. This study may provide new experimental and theoretical basis to delay and obstruct the development of pulmonary fibrosis.

矽肺是尘肺中最常见且危害最严重的一种疾病。自噬作为可选择性的细胞死亡方式与凋亡密切相关，被认为是矽肺潜在的发病机制。我们前期研究发现矽肺患者肺泡巨噬细胞（alveolar macrophage，AM）自噬体增多，p62/sequestosome1 (SQSTM1) 蛋白表达增高导致 AM自噬降解障碍，并加重AM凋亡，同时发现矽肺患者血清中p62表达增高。p62依赖的选择性自噬在矽肺的发病进程中可能起着重要的作用。本项研究通过建立小鼠矽肺模型，观察p62依赖的选择性自噬对矽肺病理过程的影响，确定矽肺病理进程中p62对细胞凋亡和炎症因子的调控作用，分析p62依赖的选择性自噬对矽肺发生发展的影响。同时观察抑制p62对矽肺纤维化的治疗作用，进一步明确p62依赖的选择性自噬和矽肺纤维化的相互调控关系，探寻自噬抗矽肺纤维化作用的新靶标。以期为延缓和阻抑肺纤维化发生发展提供新的实验和理论依据。

矽肺是世界范围内最受关注的公共卫生问题之一。研究表明，从改善自噬溶酶体系统功能的角度寻找治疗的靶标，以延缓肺纤维化的发展进程为目的，具有重要的现实意义。.本研究主要内容包括：1、矽尘暴露对小鼠矽肺模型肺组织和肺泡巨噬细胞 (Alveolar macrophages, AMs) 核因子EB (Transcription factor EB, TFEB) 入核及表达的影响；2、TFEB沉默及过表达对矽尘诱导的MH-S细胞凋亡和炎症的影响；3、TFEB过表达对矽尘诱导的MH-S细胞自噬溶酶体系统的影响；4、TFEB过表达通过自噬溶酶体系统对矽尘诱导的MH-S细胞凋亡和炎症因子释放的影响；5、海藻糖 (Trehalose, Tre) 对矽尘诱导的MH-S细胞自噬溶酶体系统的调控作用；6、Tre通过TFEB对矽尘诱导的MH-S细胞自噬溶酶体系统的调控作用；7、Tre对矽尘诱导的MH-S细胞凋亡和炎症的影响；8、Tre对小鼠矽肺模型肺组织和AMs细胞自噬溶酶体系统的影响；9、Tre对小鼠矽肺模型肺组织凋亡和炎症的影响；10、Tre 对小鼠矽肺模型肺组织纤维化的影响。.研究结果表明：1、矽尘暴露小鼠肺组织和AMs中TFEB核转移增加；2、TFEB沉默加重CS诱导的MH-S细胞凋亡及炎性因子的分泌；3、TFEB过表达减轻CS诱导的MH-S细胞凋亡及炎性因子的分泌；4、TFEB过表达通过自噬在体外MH-S矽肺模型中发挥抗凋亡及炎性因子分泌的作用；5、Tre激活TFEB并调控矽肺模型小鼠肺组织和AMs细胞自噬相关蛋白的表达；6、Tre减轻矽肺模型小鼠肺组织凋亡及炎症；7、Tre激活TFEB并调控体外矽肺MH-S细胞模型自噬相关蛋白的表达；8、Tre通过TFEB减轻体外MH-S细胞矽肺模型凋亡及炎症因子的释放；9、Tre减轻矽肺模型小鼠肺组织纤维化。.总之，在本研究中，我们发现结晶性二氧化硅 (Crystalline silica, CS) 上调TFEB 的表达和核定位，这可能是机体对巨噬细胞溶酶体损伤的代偿性措施。在体外和体内试验中，应用TFEB过表达MH-S细胞系或TFEB激活剂海藻糖，减轻了CS导致的AMs 的溶酶体损伤，使自噬流顺畅，加速了自噬底物的降解。最终减少了CS诱导的巨噬细胞凋亡、肺部炎症和纤维化。这些结果为矽肺纤维化的预防和治疗提供了新的靶点及药物。