蛋白质降解通路在肺缺血再灌注损伤中的作用机制及药物干预

蛋白质降解通路在缺血再灌注损伤中发挥重要作用。我们分别以稳定表达UbG76V-GFP、pmRFP-LC3的大鼠肺泡巨噬细胞株、肺泡上皮细胞株以及大鼠为研究对象，建立细胞缺氧复氧、大鼠左肺原位肺移植缺血再灌注损伤模型，分别从离体细胞、在体大鼠两个层面研究UPS、自噬两种蛋白降解通路在肺缺血再灌注损伤中的作用机制、相互关系，合理应用蛋白酶体、自噬通路的抑制剂、激活剂对上述通路进行干预，探讨其对上述通路的调控机制；探索合理的药物干预延长移植肺缺血保存时限的可能性及机制。精确调控蛋白质降解过程，减轻肺缺血再灌注损伤，扩大肺供体库，为治疗肺损伤、保护肺功能提供新的靶点及治疗策略。本研究前景广阔，具有重要的理论价值和实践意义。

肺移植是有效治疗终末期肺部疾病的主要手段，有效预防和治疗肺移植过程中肺缺血再灌注损伤，对提高肺移植成功率及移植后远期生存率，具有重要的临床意义。蛋白质降解通路在缺血再灌注损伤中发挥重要作用。真核细胞内蛋白质主要由两种不同的蛋白酶解系统所降解：泛素-蛋白酶体通路(ubiquitin-proteasome system, UPS) 和自噬-溶酶体通路(autophagy-lysosomal system)。我们建立稳定表达UbG76V-GFP、pmRFP-LC3的大鼠肺泡巨噬细胞（NR8383）、大鼠肺泡上皮细胞（CCL-149）细胞系。应用不同浓度蛋白酶体、自噬的抑制剂、激活剂处理上述转染细胞，确定合理的药物浓度。建立上述转染细胞的缺氧复氧细胞模型；研究UPS和自噬通路在缺氧复氧过程中的变化及相互作用。根据UPS和自噬蛋白降解通路在细胞缺氧复氧过程中的变化特点，探讨给予蛋白酶体、自噬的抑制剂、激活剂对其进行合理干预的可能性及可能机制。研究UPS和自噬蛋白降解通路在大鼠肺移植缺血再灌注中的变化及相互作用。根据UPS和自噬蛋白降解通路在大鼠肺移植缺血再灌注过程中的变化特点，探讨给予蛋白酶体、自噬的抑制剂、激活剂对其进行合理干预的可能性及可能机制。应用合理的药物干预策略，研究延长移植肺缺血保存时限的可能性及机制。在肺缺血再灌注和细胞缺氧复氧模型中，随着蛋白酶体通路激活程度增加，26S、Ubiquitin的表达量增加，而LC3、Beclin1、AMPK、HDAC6、p62表达量降低，且BIP、XBP-1、CHOP表达量也降低；随着自噬激活程度增加，自噬相关基因LC3、Beclin1、AMPK表达增加，自噬和泛素蛋白酶体共同调节分子HDAC6、p62表达也增加，而BIP、XBP-1、CHOP表达量也降低。实验结果表明自噬和泛素蛋白酶体两条通路与内质网应激在肺缺血再灌注损伤及细胞缺氧复氧中表现出密切联系，自噬和泛素蛋白酶体两条通路与内质网应激均成负相关；并且随着蛋白酶体激活程度增加，自噬激活程度逐渐被抑制，但是随着自噬激活程度增加，蛋白酶体活性并未表现出明显抑制。蛋白酶体抑制剂与自噬激活剂连用很可能最大程度减弱肺缺血再灌注损伤。