基于S100A8蛋白功能及其与膜受体RAGE相关性的针刺抗哮喘作用机制研究

Based on the clinical effectiveness of acupuncture for asthma treatment, the changes in the lung proteome of acupuncture-treated asthmatic rats were comparatively analyzed using proteomic approach, which indicated that acupuncture specifically down-regulated the expression of S100A8 and RAGE of asthmatic rats.It has been shown that S100 protein family palys an important role in inflammation through the binding and activation of membrane receptors RAGE to mediate intracellular inflammatory signal transduction. However, the functional correlationship betwwen S100A8 and RAGE is not clear. We speculate that acupuncture could inhibit asthma pathological process including airway inflammation by regulating the protein S100A8 and RAGE. To confirm this hypothesis, we will firstly explore the specific regulation of acupuncture on the serum S100A8 protein of asthmatic rats, and then study the exact function of S100A8 and the functional correlation between S100A8 and RAGE in the pathophysiology of asthma in vivo, in vitro and in airway smooth muscle cells. This study will further reveal the anti-asthma mechanism of acupuncture and provide new ideas and drug target for the prevention and treatment of asthma.

在针灸治疗哮喘临床有效性的基础上，本课题前期应用蛋白质组学技术分析了哮喘大鼠在针刺后肺组织蛋白质表达谱的改变，质谱鉴定发现，针刺能特异性下调哮喘大鼠肺组织中S100A8和RAGE蛋白的表达。S100家族蛋白能够结合并活化膜受体RAGE，介导细胞内的炎症信号转导，在炎症病理中发挥重要作用，但S100A8与RAGE的功能相关性尚不明确。我们推测针刺可能通过对S100A8和RAGE的调节，抑制哮喘气道炎症以及其他病理进程。为证实该假说，本课题拟在进一步明确针刺对哮喘大鼠血清S100A8蛋白特异性调节作用的基础上，从体内、体外、气道平滑肌细胞等层面研究S100A8在哮喘过程中的具体功能及其与膜受体RAGE的相关性，以及S100A8-RAGE信号途径在针刺抗哮喘效应中的关键作用。本研究将进一步揭示针刺抗哮喘的作用机制，为有效防治哮喘提供新思路和药物作用的新靶点。

前期蛋白质组学研究发现，针刺能特异性下调哮喘大鼠肺组织S100A8和RAGE蛋白的表达。S100 家族蛋白能够结合并活化膜受体RAGE，介导细胞内的炎症信号转导，在炎症病理中发挥重要作用，但S100A8与RAGE的功能相关性尚不明确。本课题拟在进一步明确针刺对哮喘大鼠血清S100A8蛋白特异性调节作用的基础上，从体内、体外、气道平滑肌细胞等层面研究S100A8在哮喘过程中的具体功能及其与膜受体RAGE的相关性，以及S100A8-RAGE信号途径在针刺抗哮喘效应中的关键作用。.研究发现针刺能明显下调S100A8蛋白和mRNA的水平（P < 0.05），且该效应具有特异性；10ng/kg，100ng/kg，1000ng/kg剂量的S100A8蛋白均能够改善哮喘大鼠的气道阻力，呈剂量依赖关系，其中1000ng/kg剂量效果最显著（P < 0.01）；1.5μg/ml S100A8蛋白孵育12h能够明显降低Mch诱导的气管螺旋条收缩张力，与BSA阴性对照组比较差异明显（P < 0.01）；S100A8蛋白对ASMC的增殖效应呈剂量依赖性和时间依赖性关系，并且在干预后24h和1μg剂量的增殖效应最为明显（P < 0.01），而5μg/ml的RAGE特异性抗体能够明显抑制S100A8蛋白诱导的增殖效应（P < 0.01）；划痕实验结果显示S100A8蛋白（1μg/ml）能明显抑制PDGF（15ng/ml）诱导的ASMC迁移（P < 0.01）；xCELLigence实时细胞分析系统进一步证实S100A8对PDGF诱导ASMC迁移的抑制作用，而特异性RAGE抗体能阻断S100A8的迁移抑制效应；S100A8蛋白（1μg/ml）能显著抑制Ach（100nM）诱导的ASMC收缩反应，该效应可能与抑制肌球蛋白轻链磷酸化有关，而不是通过改变细胞内钙离子浓度发挥作用。.本研究明确了针刺抗哮喘特异性差异表达蛋白S100A8具有舒张气道平滑肌，降低哮喘大鼠气道阻力、促ASMC增殖、抑制ASMC迁移和收缩的生物学功能，说明S100A8可能具有制备哮喘治疗药物或含有该蛋白的哮喘治疗药物的用途。证明了S100A8通过膜受体RAGE发挥部分生物学功能，初步阐明针刺防治哮喘的S100A8-RAGE生物学途径，为S100A8、RAGE可能作为防治哮喘的新靶标提供实验基础。