AMPK调控内质网应激抵抗COPD气道上皮细胞凋亡的机制研究

Oxidizing substances in cigarette smoke induce airway epithelial cell apoptosis through endoplasmic reticulum stress, promoting development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We found that AMPK may resist cigarette smoke induced apoptosis in airway epithelial cells. We assume that upregulated expression of AMPK in airway epithelial cells will contribute to relieving cigarette smoke induced apoptosis, delaying the development of COPD, and this protection may be through AMPK/FOXO1 signaling pathway to regulate the expression of ORP150. In this study, we will regulate the expression level of AMPK, using immuno-histochemistry, Western-blot, Realtime-PCR, immunoprecipitation, flow cytometry TUNEL test technology measuring the apoptosis to study the protection of AMPK in airway epithelial cells from animal and cell level. We shall study the particular mechanism of apoptosis induced by cigarette smoke through the endoplasmic reticulum stress, and provide new theoretical basis and a new target for the clinical and sub-clinical intervention of COPD.

香烟烟雾中的氧化性物质可通过内质网应激诱导气道上皮细胞发生凋亡，促进慢性阻塞性肺疾病（COPD）发生发展。我们发现腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）可能对香烟烟雾引起的气道上皮细胞的凋亡具有缓解作用，进而推测：上调气道上皮细胞AMPK的表达将有助于缓解香烟烟雾所致的内质网应激诱导性凋亡，可能通过AMPK/FOXO1信号通路上调内质网应激关键伴侣分子ORP150的表达来实现，从而延缓COPD的发展速度。本项目在申请者前期研究的基础上，通过调节AMPK的表达水平，利用免疫组化、western-blot、Real time-PCR、免疫共沉淀、流式细胞学测凋亡、TUNEL等试验技术，从动物及细胞水平来研究AMPK对香烟烟雾诱导的气道上皮细胞内质网应激诱导性凋亡的保护作用及具体机制，为COPD的临床和亚临床干预提供新的理论依据和新的干预靶点。

本课题在我们以前对COPD发病过程中存在内质网应激的研究基础上，进一步研究发现AMPK在发病过程中可能起到保护作用，并且与ORP150和FOXO1的表达水平密切相关。采用烟熏的方法构建COPD大鼠模型，我们发现AMPK对内质网应激所致凋亡具有保护作用，且可能通过调节ORP150的表达实现。为了进一步明确AMPK的作用，我们体外培养HBE细胞，采用 shRNA 技术研究AMPK与ORP150之间的信号通路，我们发现AMPK-FOXO1通路在香烟烟雾提取物（CSE）所导致的细胞损伤中起着非常关键的作用，其可保护细胞免于凋亡。而此通路通过调节ORP150表达起到保护细胞的作用，提示了AMPK可作为慢性阻塞性肺疾病（COPD）的治疗方法，而FOXO1可能是其发挥作用的靶点。