SPNS2磷酸化对急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的保护机制的研究

Increased pulmonary vascular permeability is a hallmark of ARDS. Endogenous Spingosine-1-phosphate (S1P) released through SPNS2 by pulmonary endothelial cells has endothelial barrier protective properties. However, it is yet unknown how SPNS2 affects the recovery of ARDS. Our preliminary data shows that SPNS2 phosphorylation site (S-266) mutation decreased its S1P transportation activity. In this project, we will determine, at cellular and animal levels, how SPNS2 phosphorylation impacts S1P transportation, endothelial barrier function, as well as the recovery of ARDS. In the meantime, we will genotype SPNS2 in ARDS patients, measure S1P levels in blood and bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, obtain clinical lung endothelial barrier function indexes (PVPI & EVLW measured by PiCCO catheter), and calculate the lung injury score (Murray score). We will subsequently determine how SPNS2 phosphorylation affect blood/BAL S1P levels, lung endothelial barrier function indexes, and the severity of lung injury in ARDS. In addition, we will evaluate the possibility of using S1P levels in blood/BAL as a biomarker for lung injury in ARDS patients. This study will determine how SPNS2 phosphorylation impacts ARDS at benchside and clinical levels, improve our understanding of ARDS, and provide ground knowledge for early interventions of the disease.

肺血管内皮通透性增加为ARDS的特征性表现。肺内皮细胞SPNS2（Spinster Homolog 2）释放的S1P可增强肺内皮屏障，而其在ARDS中的作用尚不明确。我们前期发现SPNS2可磷酸化位点（S-266）变异降低其S1P转运活性。本课题将在细胞/动物层面探索SPNS2磷酸化对S1P转运活性、肺内皮屏障、以及ARDS的影响。并在ARDS病人中筛查SPNS2磷酸化位点基因型，测定血浆及肺泡灌洗液(BAL)中S1P水平，获取肺内皮屏障指标（Picco导管：肺血管通透性、血管外肺水指数），计算肺损伤评分。综合评估SPNS2磷酸化如何对血浆/BAL中S1P水平、肺血管通透性、以及ARDS产生影响。探讨血浆/BAL中S1P水平作为ARDS病人肺损伤的生物学标志物可能。本研究将从分子生物学和临床研究深入揭示SPNS2磷酸化对ARDS的影响，加深对ARDS的理解，为新治疗方案的开发打下理论基础。

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是一种可由多种病因引起的急性弥漫性炎症性肺损伤。ARDS在全球ICU中的发病率约为10.4%,且严重影响ICU病人的预后。肺血管内皮通透性增加为ARDS的特征性表现，而S1P可增强肺内皮屏障并促进ARDS康复。肺内皮细胞上表达的SPNS2（Spinster Homolog 2）可释放S1P，但SPNS2在ARDS中的作用尚不明确。在本课题中，我们提出假设：肺内皮来源的SPNS2的磷酸化可促进其细胞内S1P至细胞外的转运，并增强内皮屏障功能，促进我们发现SPNS2可磷酸化位点（S-266）变异降低其S1P转运活性，并影响ARDS的康复。在研究中我们首先通过体外实验发现：在肺内皮细胞中，S1P的受体S1P1,S1P2,S1P3均有表达，且S1P可增加肺血管内皮屏障的功能。当SPNS2的S-266产生突变时，SPNS2对S1P的转运能力显著下降。当敲除SPNS2后，我们发现LPS对肺内皮屏障效应被放大，且当SPNS2不存在变异时，该破坏效应可以被细胞内装载的S1P补救。通过动物实验，我们进一步验证SPNS2敲除鼠中肺泡灌洗液S1P水平更低，且内皮屏障被LPS破坏后恢复更慢，死亡率也更高。从接下来的细胞研究我们发现，LPS可减少板状伪足的频率，降低板状伪足前行时间、距离和速度，减少板状伪足回撤距离、增加回撤时间，降低回撤速率。与此同时，SPNS2敲除组的恢复时间较野生组均更慢。在此基础之上，我们通过临床研究发现ARDS重症组病人较轻症组病人肺泡灌洗液及血清中S1P水平更低，且低水平的S1P与脱落的糖蛋白以及肺血管通透性及细胞外肺水增多相关。综上所述，本研究发现SPNS2磷酸化水平影响肺内皮屏障功能以及ARDS的恢复。