FSP-1活化成纤维细胞促进肺纤维化的分子机制研究

The activation of lung fibroblasts plays a key role in the fibrogenesis and development of pulmonary fibrosis. Fibroblast specific protein-1 (FSP-1) is used as a fibroblast-specific marker to investigate the function of fibroblasts in fibrosis. However, few researches focus on the function of FSP-1 in fibrosis. The current study of our research team find that FSP-1 induces the activation of lung fibroblasts. The bleomycin-induced pulmonary fibrosis is significantly attenuated in FSP-1 deficient mice, while the FSP-1 deficient mice intraperitoneal injected with FSP-1 show higher collagen deposition than the control group. However, the molecular mechanism that how FSP-1 activates fibroblasts and results in the abnormal deposition of extracellular matrix proteins is still unknown. .In this project, the following research will be carried out: 1) The quantitative phosphoproteomics will be used to study the FSP-1 regulated signaling pathway in activation of the lung fibroblasts. 2) We will screen the target proteins, phosphorylation sites and kinase involving in FSP-1 regulated signaling pathway, investigate their expression and function through single point of amino acid mutations, selective expression and target kinase inhibitors. 3) We will intervene the FSP-1 signaling pathway in the FSP-1 deficient and wide type mice mode to investigate its influence on pulmonary fibrosis. This research will be helpful for understanding the molecular mechanism mediating the activation of lung fibroblasts by FSP-1 in pulmonary fibrosis, and providing potential targets for the diagnosis and treatment of pulmonary fibrosis.

成纤维细胞的活化在肺纤维化的发生和发展中发挥着关键作用。成纤维细胞特异性蛋白-1（FSP-1）通常被作为成纤维细胞的标志物，用以研究成纤维细胞在纤维化中的作用。但是，FSP-1在纤维化中的作用却鲜有研究。本课题组当前的工作发现，FSP-1可以活化肺成纤维细胞，FSP-1基因敲除小鼠的肺纤维化明显减弱，腹腔注射FSP-1导致小鼠的肺纤维化加重。然而，尚不清楚FSP-1通过何种途径激活肺成纤维细胞，进而导致胶原等基质蛋白的异常沉积。.本项目拟开展以下研究工作：1）在细胞模型中利用磷酸化蛋白质组学技术，系统分析FSP-1调控成纤维细胞活化的信号通路。筛选靶标蛋白质、磷酸化位点和激酶，研究其表达和功能。2）利用FSP-1敲除和野生型小鼠，研究干预FSP-1信号通路对肺纤维化的影响。本研究将有助于阐明FSP-1活化肺成纤维细胞促进肺纤维化的分子机制，为肺纤维化的临床诊治提供潜在的分子靶标。

本项目在细胞和动物实验层次研究了成纤维细胞特异性蛋白-1（FSP-1）在肺纤维化发生发展中的作用，以及FSP-1蛋白活化肺成纤维细胞促进肺纤维化的分子机制。发现临床上特发性肺纤维化病人的FSP-1蛋白表达升高，FSP-1阳性巨噬细胞在博莱霉素诱导小鼠肺纤维化模型的肺组织中聚集。FSP-1阳性巨噬细胞大量表达并分泌FSP-1蛋白到细胞外，外源性FSP-1蛋白可以激活小鼠和人原代肺成纤维细胞。FSP-1蛋白处理肺成纤维细胞后，鞘氨醇-1-磷酸-磷酸酶1（SGPP1）蛋白的S101位点磷酸化丰度显著上调，SGPP1的底物鞘氨醇-1-磷酸（S1P）含量提高。外源性S1P可以激活肺成纤维细胞，FSP-1可能通过S1P信号通路活化肺成纤维细胞。在博莱霉素诱导小鼠肺纤维化模型中，外源性FSP-1可以促进肺纤维化进展，FSP-1的中和抗体对肺纤维化有一定的缓解作用，肺纤维化小鼠的血液和肺组织中S1P分子的含量增加。上述结果表明，巨噬细胞分泌的FSP-1蛋白通过S1P相关信号通路激活肺成纤维细胞促进肺纤维化发生发展，FSP-1蛋白可能通过S1P-S1P受体信号通路激活肺成纤维细胞，FSP-1蛋白不仅可以作为特发性肺纤维化的疾病标志物，而且为肺纤维化的早期诊断和治疗提供了一个新的靶点。在研究过程中，发现纳升色谱存在着分析通量低和稳定性差的缺点，严重阻碍了临床蛋白质组学的研究。搭建了基于微升色谱（1000 µm i.d., 50 µl/min）的蛋白质组学分析平台，在兼顾灵敏度的情况下，提高了分析通量和稳定性，极大的提高了质谱仪的使用效率。该微升色谱系统在世界上首次实现了同一根色谱柱分析>10,000个蛋白质组学样品，可以替代纳升色谱进入常规实验室用于蛋白质和代谢组学研究。发表论文7篇，其中SCI论文4篇，中文核心2篇，国际会议1篇，国内会议论文1篇，协助培养博士研究生2名。