hOGG1在石棉暴露下的线粒体功能保护作用及其机制的研究

石棉引起石棉肺和肺肿瘤的发病机制仍不十分清楚，本课题组最近发现：人的8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶（hOGG1)能防止石棉引起的线粒体功能障碍和细胞凋亡，并且能阻断石棉引起的顺乌头酸酶活性下降，当沉默hOGG1基因时顺乌头酸酶蛋白表达亦下降，两者形成免疫沉淀螯合物。根据这些结果我们提出一个假设：hOGG1能保护线粒体功能和阻止细胞凋亡是通过顺乌头酸酶实现的，hOGG1通过结合顺乌头酸酶的氧化损伤敏感区域就能保护顺乌头酸酶免于氧化损伤降解从而保护其功能。本研究将通过基因沉默、GST-pulldown和体内外检测 hOGG1对线粒体和顺乌头酸酶的影响，尝试证实hOGG1与顺乌头酸酶的具体结合位点，从而确认这一国内外尚未见迄报道的假说。同时确认hOGG1两个亚型α和β-hOGG1是否具有相似功能，最终阐明石棉引起石棉肺和肺肿瘤的发病机制和可能存在的分子靶点，为与石棉相关疾病的预防和治疗提供实验依据。

目前石棉引起石棉肺和肺肿瘤的发病机制仍不十分清楚。最近研究发现石棉引起了肺泡上皮细胞线粒体功能障碍和线粒体调控途径的细胞凋亡，但其机制仍未阐明。本课题组已发现：过表达hOGG1可以防止石棉诱导的肺泡上皮细胞线粒体功能障碍和细胞凋亡，α-hOGG1还可以与顺乌头酸酶形成螯合物，且顺乌头酸酶（ACO2）能够阻断石棉引起的线粒体功能障碍和肺上皮细胞凋亡。因此，本研究拟通过基因沉默、GST-pull down和体内外检测 hOGG1对线粒体和顺乌头酸酶的影响进行以下研究：1）α-hOGG1保护线粒体功能和阻断石棉引起细胞凋亡的机制探讨； 2） 鉴定α-hOGG1和顺乌头酸酶蛋白的结合位点；3）以线粒体为靶向的β- hOGG1在石棉引起肺泡上皮细胞凋亡中的作用和对线粒体功能的影响；4）体内验证OGG1在石棉引起肺纤维化过程中对线粒体和顺乌头酸酶的作用。通过以上内容的研究，我们得出重要结果：（1）石棉可通过AKT/mTOR和JNK2信号通路诱导A549细胞自噬并通过JNK信号通路诱导肺上皮细胞凋亡；进一步在石棉诱导下，α-hOGG1通过结合顺乌头酸酶减少了细胞凋亡和保护线粒体功能；hOGG1可调控自噬信号通路从而阻止细胞凋亡；（2）线粒体中β- hOGG1未能与顺乌头酸酶相互作用，而是通过调控自噬通路阻止细胞凋亡；确认hOGG1两个亚型α和β-hOGG1不具有相似功能；（3）只有当表达全长的α-hOGG1与全长的ACO2蛋白时，两者才能发生结合作用。这个结果提示:二者的结合不仅仅局限在某一个位点上的结合，而是多个功能区域的结合；（4）OGG1敲除小鼠石棉肺模型显示肺纤维化加重状态，细胞凋亡加重，其相关凋亡蛋白bax表达增高，而顺乌头酸酶和自噬基因LC3表达相对于正常对照组下调，体内验证了hOGG1对石棉导致肺纤维化及对线粒体和顺乌头酸酶的影响。在该基金的资助下，以第一作者或通讯作者发表5篇SCI论文，总影响因子38分，其中单篇影响因子22.128，还发表了8篇中文核心期刊论文和2篇会议论文摘要。这些结果阐明了石棉引起石棉肺和肺肿瘤的发病机制和可能存在的分子靶点，为与石棉相关疾病的预防和治疗提供了实验依据。