FGF10与let-7 microRNA调控哺乳动物胎肺发育的分子机制

哺乳动物胚胎肺发育过程中各信号分子调控肺泡上皮细胞增殖和分化、介导胎肺形态分支及成熟发育的分子机制，是哺乳动物胎肺发育研究的重点之一。虽然大量研究证实Fgf10在小鼠胎肺发育时期能触发初级肺芽的形成和分支，在体外能通过RAS/MAPK信号通路调控肺泡上皮细胞的增殖，而let-7 microRNA能负调控RAS基因，并在胎肺时期表达量明显升高，但Fgf10和let-7能否通过调控RAS/MAPK信号通路介导胎肺发育，且二者是否存在相互调节的作用机制均未知。本项目拟通过肺部条件性过表达Fgf10转基因小鼠的构建、胎肺腺病毒感染、组织病理分析、RAS及下游信号分子表达检测等方法，深入探讨FGF10和let-7通过调节RAS/MAPK信号通路以调控哺乳动物胎肺发育的分子机制，初步阐明FGF10等重要因子调控哺乳动物肺泡上皮细胞增殖和分化的作用机理，为人类新生儿呼吸窘迫综合症等疾病的治疗提供依据。

2011年度我们获得了在肺部条件性过表达Fgf10的转基因小鼠，但无法在肺部检测到荧光蛋白的表达，因此我们调整了课题的研究内容。根据原有的和调整的研究内容，本项目主要开展了以下四方面的工作：第一，Fgf10与Let-7 microRNA在小鼠胎肺发育中的初步研究；第二，Noggin过表达诱发原发性肺动脉高压(PPAH)小鼠模型的建立及相关发病机制探讨；第三，SHH信号通路在人和小鼠胎肺发育过程中的表达检测；第四，WNT信号通路在人胎肺发育过程中的表达检测。主要研究成果概述如下：.第一部分，我们发现let-7 microRNA在小鼠胎肺发育时期呈明显的表达变化规律，完成并验证了Ras 过表达、let-7过表达、let-7 RNAi和对照组的腺病毒载体，同时发现在肺部条件性过表达Fgf10的转基因小鼠体系无效。这部分已发表了1篇中文。.第二部分，我们构建了Noggin在小鼠肺部过表达的转基因小鼠，并观察到肺部有明显的绿色荧光蛋白表达，证明我们的构建体系和策略没有问题，是Fgf10转基因小鼠不稳定。组织病理分析发现Noggin过表达小鼠肺动脉平滑肌细胞层明显增厚，肺动脉血管内皮细胞层呈现丛状或不连续现象，与原发性肺动脉高压(PPAH)病理特征非常相似。免疫组化显示Noggin过表达小鼠肺动脉血管平滑肌细胞显著增殖，导致血管壁增厚；同时血管内皮细胞过度凋亡，导致内皮细胞层的丛状或不连续。Western Blot检测到P-Smad1/5/8的表达显著下调，Real-time PCR发现 Id-1 mRNA表达下调，Hmox-1 mRNA表达升高。结果表明，外源Noggin蛋白抑制了Bmps/Smad的活性，导致Bmps下游基因表达变化，从而引起血管平滑肌细胞过度增殖及内皮细胞增殖紊乱。目前的数据表明，我们有可能建立一个新的PPAH病症动物模型，这将对临床上研究PPAH病症意义重大。.第三、四部分，我们完成了SHH和WNT信号通路在人和小鼠胎肺发育过程中的表达检测，初步证实SHH信号通路在人和小鼠胚胎肺发育过程中表达模式基本相似，但WNT信号通路在人和小鼠胚胎肺发育过程中表达模式有所差异。这两项工作均已完成，已发表2篇SCI论文和2篇中文。