多功能蛋白聚糖1在COPD肺弹性纤维丧失中的作用

慢性阻塞性肺疾病(COPD)已成为我国最大的疾病负担之一，现有疗法不能有效逆转疾病进程，因此迫切需要新的切入点。COPD的组织病理学特征之一是弹性纤维丧失。近年来的研究提示COPD中弹性纤维形成的主要问题并非以往认为的弹性蛋白原合成不足，而是弹性蛋白原在细胞外不能有效组装成有功能的弹性蛋白，我们在COPD肺成纤维细胞的研究也进一步证实了这一理论，但是其中的机制还未见报道。多功能蛋白聚糖1（Vercican1）是细胞外基质中的重要成分，我们在前期工作中首次发现在COPD的肺成纤维细胞中V1 mRNA显著上调，其水平和肺功能呈负相关。本课题拟分离培养肺成纤维细胞以研究COPD时V1的分布及其和弹性蛋白原组装的关系，并在细胞系和大鼠模型中研究小干扰RNA特异性抑制V1内源性表达能否安全有效地改善烟草造成的弹性纤维丧失，从而明确V1在COPD弹性纤维丧失中的作用，为COPD的治疗提供新思路。

慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD）已成为我国最大的疾病负担之一，肺气肿是COPD的主要组织学特征,然而，现有治疗方法并不能逆转已经发生的肺组织形态改变，因此迫切需要新的切入点。近年来的研究提示COPD中弹性纤维形成的主要问题并非以往认为的弹性蛋白原合成不足，而是弹性蛋白原在细胞外不能有效组装成有功能的弹性蛋白。多功能蛋白聚糖1（Versican 1，V1）是一种大分子硫酸软骨素（chondroitin sulfate, CS）蛋白多糖，本项目旨在研究V1在COPD肺气肿弹性纤维缺失中的作用及其机制。. 首先，我们建立了研究中需要用到的细胞和动物模型，包括COPD原代人肺成纤维细胞株及正常对照细胞株平台、CCL-210人肺成纤维细胞系的烟草所致弹性纤维沉积减少的体外模型、吸烟肺气肿大鼠模型。. 其次， V1合成分布的研究提示COPD肺成纤维细胞和对照组相比V1的mRNA和蛋白水平均显著升高，在轻度COPD患者升高无显著性差异，而在中重度患者更为明显。V1的上调和肺功能呈负相关。大鼠烟草肺气肿模型得到了相似结果，而且V1的上调和弹性纤维缺失相关。在CCL-210细胞模型中研究发现V1的上调直接参与了弹性蛋白沉积障碍，应用siRNA特异性抑制内源性V1可改善被烟草抑制的弹性蛋白沉积，但并不影响弹性蛋白的合成和分泌。在COPD人肺成纤维细胞以及CCL-210烟草刺激模型中的进一步研究提示V1抑制弹性纤维沉积的其机制和CS侧链有关。. 此外，COPD原代人肺成纤维细胞IL-6 、IL-8上调，并伴随V1合成分泌的增加；同时，IL-6、IL-8直接介导了LPS所致的成纤维细胞增殖功能障碍和修复能力减弱。这说明肺成纤维细胞在COPD肺部炎症微环境中发挥着独特作用，而这种炎症反应又对成纤维细胞的修复功能产生影响，提示成纤维细胞炎症微环境和损伤修复功能之间存在联系。. 综上所述，本研究证实COPD原代人肺成纤维细胞修复能力减弱，V1能够部分阻断COPD弹性蛋白原组装障碍，其作用机制和CS侧链有关。此外，V1的上调和IL-6、IL-8等炎症因子上调同步，而后者对人肺成纤维细胞增殖能力有直接抑制作用。V1及其异构体的调控，以及V1参与局部炎症反应的机制值得进一步研究。