p110δ突变调控M2型巨噬细胞活化促进肺纤维化的机制研究

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a progressively interstitial lung disease with high mortality. Activation of M2 alveolar macrophages，which promotes polyamines synthesis and fibroblast proliferation，play an key role in the development of IPF. Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) involved in important function and signaling transduction in cells. We unexpectedly observed that p110δ mutation exacerbates bleomycin-induced pulmonary fibrosis and promotes macrophages infiltration in lung. Moreover, p110δ mutant significantly increase M2 marker (Arg1, Fizz1, Yim1) expressions whereas decrease M1 marker (iNOS) in macrophages. Based on previous work, we will stimulate p110δ mutant-macrophages with IFNγ/LPS+IL-4 to prove the importance of p110δ mutant in M1-M2 transition. Furthermore, since STAT6/PGC-1β signaling pathway regulates M2 activation, we will study the mechanism how p110δ mutant promote M1-M2 transition. Finally, we will confirm the association between p110δ mutant in patient with IPF and M2 activation.

原发性肺纤维化是临床上慢性、不可逆的高致死率间质性肺疾病。肺泡M2型巨噬细胞活化促进多胺合成及成纤维细胞增生在肺纤维化中起重要作用。磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）参与细胞多种重要功能及信号转导。我们意外发现PI3K催化亚基p110δ突变促进肺纤维化并增加肺组织中巨噬细胞浸润，且引起巨噬细胞M2型分子（Arg1，Fizz1，Yim1）表达上调而M1型（iNOS)）表达下调。基于以上工作，我们将用IFNγ/LPS+IL-4联合诱导p110δ突变的巨噬细胞，明确p110δ突变促进M1向M2表型转换的重要性。鉴于STAT6/PGC-1β途径调控M2表型活化，我们将在细胞和整体水平研究p110δ突变如何诱导M1向M2转换。进一步在临床肺纤维化病人中明确p110δ突变与肺泡巨噬细胞M2活化的关系。揭示p110δ在肺纤维化中的重要作用和机制。

原发性肺纤维化是临床上慢性、不可逆的高致死率间质性肺疾病。肺泡M2型巨噬细胞活化可促进多胺合成及成纤维细胞增生在肺纤维化中起重要作用。磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）参与细胞多种重要功能及信号转导。我们意外发现PI3K催化亚基 p110δ突变促进肺纤维化并增加肺组织中巨噬细胞浸润，且引起巨噬细胞M2型分子（Arg1，Fizz1，Yim1）表达上调而M1型（iNOS)）表达下调。.在本项目中我们完成以下三部分重要内容：.1.明确p110δ突变的确促进肺纤维化进程；.1）在p110δ突变和WT小鼠上利用博来霉素诱导肺纤维化，分别在0天，3天，7天和14天对两种小鼠的肺纤维化进行组织病理学分析，证实p110δ突变可加速肺纤维化形成；.2）p110δ突变可促进巨噬细胞在肺纤维化病灶中的浸润，且p110δ主要表达在肺纤维化组织中的巨噬细胞内；.2.证实了p110δ突变不影响巨噬细胞向M2转化但抑制M1的促炎因子分泌； .1）分离两种小鼠原代骨髓并诱导分化成M1和M2巨噬细胞，利用WB分别检测两种小鼠M1和M2特征性蛋白表达及相关信号通路蛋白的磷酸化，证实p110δ突变可抑制TNF-α和ILN-γ诱导的M1巨噬细胞iNOS的表达，且抑制由TNF-α活化的NF-kB及MAPK信号通路；而p110δ突变不改变M2巨噬细胞的FIZZ1以及YM1的高表达，提示p110δ突变不影响M2巨噬细胞的极化，但抑制M1巨噬细胞的极化；.2）进一步分析组织中浸润的巨噬细胞，p110δ突变促进M2型巨噬细胞浸润到肺纤维化中，且体外诱导的p110δ突变M2巨噬细胞迁移增加；.3.初步证实p110δ突变上调STAT6和AMPK表达及其磷酸化，促进M2巨噬细胞偏好性利用线粒体氧化磷酸化和脂肪酸代谢从而使得其促进肺纤维化进程的分子机制。.1）通过分析两种巨噬细胞的线粒体，明确了p110δ突变可促进线粒体数目增多但不影响其基本结构；.2）通过分析两种巨噬细胞的代谢表型，p110δ突变可明显促进M2巨噬细胞的氧化磷酸化及脂肪酸氧化途径。.3）且明显诱导活化上述两条途径的STAT6和AMPK关键信号蛋白的表达和磷酸化。.我们初步证实p110δ突变巨噬细胞可能通过活化AMPK和STAT6促进细胞的脂代谢和氧化磷酸化进而促进肺纤维化进程。