ATF3在香烟烟雾上调气道粘蛋白MUC5AC表达中的作用及其机制

香烟烟雾（CS）是导致气道粘蛋白MUC5AC高表达的重要因素，但其机制尚未明了。近来研究发现转录激活因子3（ATF3）可抑制抗原致敏小鼠气道粘液高表达，而对其能否直接调控CS诱导MUC5AC的合成未见报道。研究显示CS通过TLR4诱导炎症；TLR4激活上调ATF3且ATF3负反馈抑制TLR4介导的炎症。我们前期研究发现CS可上调ATF3且依赖于调控抗氧化基因的中枢Nrf2，因此提出ATF3通过调控抗氧化基因和/或直接调节MUC5AC的转录，进而对CS诱导的MUC5AC负反馈抑制的假设。本课题拟以CS干预ATF3shRNA、重组ATF3质粒转染的A549细胞、ATF3-/-小鼠气管上皮细胞及ATF3-/-小鼠，检测干预后抗氧化基因及MUC5AC的表达；并探讨ATF3是否直接调控MUC5AC的转录活性。本研究通过阐明ATF3在CS上调MUC5AC中的作用机制为粘液高分泌的靶点治疗提供理论依据。

本项目得出以下研究结果：（1）香烟烟雾暴露能够显著上调气道上皮细胞ATF3的表达，敲除ATF3能够显著降低CSE诱导的上皮细胞或香烟烟雾暴露小鼠气道上皮的MUC5AC的表达，但是过表达ATF3对MUC5AC表达无影响；（2）ATF3通过AP-1信号通路介导了香烟烟雾诱导的MUC5AC的表达；（3）ATF3负向调控香烟烟雾诱导的炎症基因表达（以IL-6, IL-8为代表），ATF3的缺失促进香烟烟雾暴露小鼠的气道炎症；（4）NF-KB信号通路上调CSE干预的气道上皮细胞里炎症因子的表达；（5）ATF3通过NF-KB信号通路减轻香烟烟雾造成的气道炎症。.本项目得出以下结论：（1）国内外首次发现ATF3能够介导香烟烟雾造成的气道粘蛋白MUC5AC的表达，提示ATF3可能在慢性阻塞性肺疾病（COPD）的气道粘液高分泌中具有关键作用，为ATF3作为靶点应用于COPD临床治疗提供了新的理论依据；（2）国内外首次发现ATF3能够负向调控香烟烟雾暴露造成的炎症因子的表达。介于ATF3在香烟烟雾暴露造成的粘液高表达和炎症因子表达中的不同作用，提示ATF3可能是COPD发病中的一个重要靶点；（3）发现并证实ATF3是通过AP-1信号通路介导了香烟烟雾暴露造成的气道粘蛋白MUC5AC的表达，通过NF-KB信号通路调控了炎症因子的表达，提示在选择ATF3作为COPD治疗靶点时，需区别对待其在粘液分泌和肺部炎症中的不同作用。.本项目的研究结果及结论达到了课题的预期研究目标，即充分阐明了ATF3在香烟烟雾诱导气道粘蛋白MUC5AC中的关键作用，并进一步阐明了该作用的具体机制，即ATF3通过AP-1介导CS诱导的MUC5AC表达。同时发现并证实ATF3还能够通过NF-kB通路介导CS诱导的气道炎症。本项目已资助4篇已发表SCI期刊，另有2篇论文已投稿，拟在SCI期刊发表。