CCN1-PI3K即刻早期正反馈环调控急性肺损伤的分子机制研究

Acute lung injury (ALI) has high mortality, with a complex pathogenesis, associated with activations of pulmonary endothelial and epithelial cells and inflammatory cells, Our previous studies found that PI3K-dominant signal pathway plays a critical role in ALI, evidenced by the topical therapeutic effects of PI3K inhibitors in the prevention of ALI, even though the exact mechanism of PI3K involvement remains unclear. CCN1 acts as an immediate and initial signal in inflammation and injury,as a positive feedback in the PI3K-dominant signal pathway. The proposed studies aim at testing our hypothesis that local CCN1-PI3K may be associated with the development of ALI, the local expression of CCN1-PI3K has the cascade effect on the regulation of its downstream pathway and the positive feedback signal rings. We also explore the role of lung cells and leukocyte cells in ALI development through transgenic models, neutrophils or endothelial cells with up-regulated expression or deletion of CCN1, respectively, to validate the role of CCN1-PI3K positive feedback pathway in ALI and potential for targeting therapies.

急性肺损伤(ALI)死亡率高、发病机制复杂,与肺内皮和上皮细胞、炎症细胞的激活及相互作用相关。我们前期研究证明了PI3K通路在ALI中起关键作用，PI3K抑制剂干预ALI发现气道局部使用效果更明显，但PI3K参与的具体机理尚不清楚。CCN1是炎症启动的基质蛋白也是炎症信号传递的初始者之一，并与PI3K形成正反馈信号环。本项目检测我们假设"局部CCN1-PI3K对话机制调控ALI的炎症，干预局部CCN1-PI3K的表达，调控其下游通路的瀑布效应及正反馈信号环，影响ALI的发生及进展"，探讨肺内皮、上皮细胞和白细胞在CCN1-PI3K信号中的角色。通过特异性细胞表达CCN1的转基因模型，使其在动物和细胞株中过表达或缺失表达，研究CCN1-PI3K环对ALI的影响。分析局部CCN1-PI3K正反馈通路在ALI中的作用和作为治疗ALI靶点的可能性。

急性肺损伤（ALI）死亡率高、发病机制复杂，与肺内皮和上皮细胞、炎症细胞的激活及相互作用相关。我们前期研究证明了PI3K通路在ALI中起关键作用，PI3K抑制剂干预ALI发现气道局部使用效果更明显，但PI3K参与的具体机理尚不清楚。CCN1是炎症启动的基质蛋白也是炎症信号传递的初始者之一，并与PI3K形成正反馈信号环。本项目检测我们假设“局部CCN1-PI3K对话机制调控ALI的炎症，干预局部CCN1-PI3K的表达，调控其下游通路的瀑布效应及正反馈信号环，影响ALI的发生及进展”，探讨在CCN1-PI3K信号在急性肺损伤中的作用。我们发现CCN1在正常肺组织及ALI时主要表达于气道上皮细胞，内皮细胞、肺泡上皮细胞及成纤维细胞、单核细胞CCN1表达较少。经气道滴入LPS诱导特异性肺上皮细胞CCN1敲除小鼠建立急性肺损伤模型，肺上皮细胞CCN1特异性敲除减轻小鼠急性肺损伤的程度。PI3K、P38、JNK和Erk信号通路介导气道上皮细胞CCN1的表达， CCN1以旁分泌或自分泌的形式作用于气道上皮细胞，激活PI3K/AKT和MAPK/JNK通路，分泌IL-6、TGF-β1和VEGF。形成了CCN1-PI3K正反馈对话机制。应用生物信息学分析CCN1-PI3K信号通路相关蛋白，挖掘与肺损伤相关的炎症因子、趋化因子，并通过临床标本蛋白谱验证，发现13个ALI疾病特异性生物标志物，其中10个与PI3K密切相关。进一步研究发现PI3K通路与肺损伤胶原蛋白调控相关，发现PI3K亚基在肺损伤炎症环境中特征性的动态变化。我们的研究结果初步阐明了急性肺损伤时气道局部CCN1作为促炎因子，通过CCN1-PI3K正反馈环介导了ALI的炎症瀑布反应，CCN1-PI3K信号通路相关蛋白作为特异性生物标记物在ALI中具有潜在临床价值。