Sirt1在ARDS遗传异质性中的作用及其机制研究

The occurence,progress and prognosis of ARDS are closely related to its heterogeneity.Phospholipids injury,oxidative stress,inflammatory cascade and late phase cell fate are the most important processes in the occurence and pathophysiologic progress of ARDS.Multiple gene pathways involve in these processes, however the mechanism is still unclear, research evidence implied that Sirt1 involves in the 4 typical processes and probebly plays an important role in the heterogeneity,but this mechanism remains unknown.This study is designed to use iPS cell differenciated cell with different gene background(knockout Sirt-/-,half knockout Sirt+/- and wild type Sirt+/+) to rescue ARDS lung injury for ARDS nude mouse models, and explore the mechanism of Sirt1 on ARDS heterogeneity. It is no wonder an useful and important research to further understand the pathogenesis of ARDS.

ARDS的发病、进展及其转归与遗传异质性密切相关，脂质损伤、氧化应激、炎症失控、细胞转归是ARDS发病和进程中的4大重要病理生理进程，关于以上4大过程研究众多，但ARDS发病和进展的异质性机制至今仍不清楚，有证据表明Sirt1参与上述4大病理生理过程，很可能在ARDS的发病和进展的异质性中扮演重要角色，但迄今为止，其在ARDS发病及进展中的作用机制仍不清楚，本研究拟采用Sirt1不同基因背景（全敲除Sirt1-/-、半敲除Sirt1+/-和未敲除Sirt+/+）的iPS细胞诱导分化不同基因型的肺泡上皮细胞模型，并采用Sirt1缺陷型(Sirt-/-)分化细胞，移植不同基因背景（半敲除、未敲除）ARDS模型鼠，探索Sirt1对ARDS发病异质性的影响及其机制。这无疑是ips分化细胞模型用于遗传异质性研究的有益探索，更对阐明ARDS的发病机制具有及其重要的意义。

ARDS的发病转归与其遗传异质性密切相关，其发病机制可概括为氧化应激、脂质损伤、炎症失控和细胞凋亡、自噬过程异常等几大主要方面，资料显示Sirt1与ARDS上述主要病理生理过程均密切相关，但其对ARDS发病机制中的具体作用仍不十分清楚，本课题通过LPS致伤模型的RNA基因芯片的筛查，发现Sirt1可能与NF-κB通路、 p38 MAPK通路及Atg7 自噬通路密切相关。通过设计Sirt1不同基因表达强度的小鼠ARDS模型和iPS诱导分化实验，发现Sirt1表达减低或缺失时，iPS形成有效克隆数降低，诱导分化为肺泡上皮细胞的进程受阻。Sirt1表达减低时更易发生ARDS炎症损害，表现为 p-p38、MAPK、p-ATF2 的表达上调，炎症因子 TNF-α、IL-1β 水平明显升高。用白藜芦醇激活 SIRT1 表达后 p38 MAPK、ATF2及其炎症相关因子表达明显下调。采用 p38 MAPK特异性抑制剂SB203580 或慢病毒转染增强表达Sirt1后 ARDS模型炎症反应均明显减轻。研究表明 SIRT1 表达下降可加重 ARDS模型的炎症反应，这一过程很可能是通过上调 p38 MAPK 信号通路而实现的。而Sirt1表达增加时，炎症相关信号NF-κB/p65通路上的相关分子均表达下降，敲减Sirt1表达或使用抑制剂后，炎症进程被阻止。Sirt1高表达还可上调自噬相关蛋白Beclin1、LC3B和Atg7等参与细胞自噬过程，ARDS模型中这种作用被显著减弱，提示Sirt1参与ARDS肺泡上皮细胞的自噬调节过程。课题研究结果表明，Sirt1在ARDS的发病中扮演重要角色，直接参与ARDS的炎症发生和细胞自噬过程，对LPS致伤的ARDS模型具有保护作用。