炎症细胞的抗炎症记忆以及对急性肺损伤的影响

Despite intensive care, fluid restriction and protective mechanical ventilation, acute lung injury remains a mortality of 40%. Pro-inflammatory cells, particularly monocytes and neutrophils, play a key role in the development of acute lung injury. The cholinergic anti-inflammatory pathway can regulate the function of monocytes and neutrophils and therefore influence the outcome of acute lung injury. Our experiments have confirmed that the activation of the cholinergic anti-inflammatory pathway attenuates the proinflammatory capacity and migration of macrophages and neutrophils, therefore protects LPS, E. coli and the acid inhalation induced acute lung injury. In this application, we intend to explore that activation of the cholinergic anti-inflammatory pathway can facilitate spleen monocytes/macrophages, neutrophils to develop anti-inflammatory memory (AIM). We will study how vagus nerve stimulation and spleen lymphocyte activation to render the anti-inflammatory memory to the proinflammatory cells. We will study relevant cell receptors, enzymes, proteins, and transcription factors, which will be involved in this pathway to mediate the formation of AIM. The novel mechanisms and physiological roles of AIM of spleen inflammatory cells will provide us a new target for preventing and treating acute lung injury.

尽管采用重症监护、限制液体和保护性机械通气技术，急性肺损伤患者仍有40%的死亡率。在急性肺损伤的发生、发展的过程中，炎症细胞尤其是单核细胞和中性粒细胞起着关键的作用。胆碱能抗炎症通路对于单核细胞和中性粒细胞的致炎能力的调控起着非常重要的作用。我们的实验已经证实激活胆碱能抗炎症通路可以通过减轻巨噬细胞、中性粒细胞的作用来保护LPS、E.coli和酸吸入诱发的急性肺损伤。我们拟在以往的工作基础上，探索激活胆碱能抗炎症通路可促使脾脏单核细胞/巨噬细胞、中性粒细胞形成抗炎症记忆（AIM）。我们将研究迷走神经、脾脏淋巴细胞、炎症细胞之间的相互作用；参与AIM形成的各种细胞的受体、酶、蛋白、和转录因子之间的相互作用。进而使我们明确迷走神经是否调节脾脏炎症细胞AIM形成，分子机制和生理学意义。脾脏炎症细胞AIM形成研究将为急性肺损伤防治提供新的靶点。

项目背景：神经系统可以精细调控机体免疫功能，特别是单核/巨噬细胞的炎症反应。激活胆碱能抗炎症通路可以下调机体的炎症反应水平，减轻组织细胞的损伤。我们假设激活单核/巨噬细胞的α7烟碱型乙酰胆碱受体（α7nAChR）可以引发抗炎症记忆的形成。.研究目的：激活迷走神经递质乙酰胆碱受体α7nAChR是否可以在体内、体外诱导单核/巨噬细胞的抗炎症记忆。.主要研究内容：野生型小鼠接受静脉注射乙酰胆碱受体α7nAChR激动剂GTS-21 4或12小时后，处死小鼠，分离脾细胞并用LPS刺激4小时。以流式细胞术检测Ly6ChiTNF-α+单核细胞。在体外，J774单核细胞接受GTS-21预刺激，洗去GTS-21并静置4或更长时间小时，然后用TLR配体刺激。测量TNF-α蛋白和Tnfα，Il1β和il6 mRNA以评价α7nAChR激动剂GTS-21的抗炎症反应能力。在GTS-21预刺激、洗涤和静置4小时后的单核细胞测定H3K9ac，H4K5ac，H4K8ac，乙酰-CBP，CBP，PCAF和乙酰基-NF-kB水平。.关键数据：GTS-21激活α7nAChR抑制脾Ly6Chi单核细胞产生TNF-α。体内GTS-21预刺激的脾Ly6Chi单核细胞，体外分离后LPS刺激，可以产生抗炎症效应，表现为TNF-α产生效率受抑制。用GTS-21预刺激J774单核细胞，洗去GTS-21，静置4小时后，LPS（TLR4），Poly：IC（TLR3）和R848（TLR7 / 8）配体刺激，产生的TNF-α量显著减少，也提示抗炎症反应的存在。在GTS-21预刺激的单核细胞，洗涤和静息后4小时， H3K9ac，H4K5ac，H4K8ac，乙酰-CBP，CBP，PCAF和乙酰-FN-kB显著减少。在核提取物中，洗涤和静息4小时后，LPS刺激GTS-21处理的J774单核细胞PCAF，乙酰基-FN-kB，p-NF-kB和p-STAT3显著降低。提示激活α7nAChR可以表观遗传修饰炎症因子核转录信息，形成抗炎症记忆。.结论：在体内、外激活迷走神经递质乙酰胆碱的受体α7nAChR可以诱发单核、巨噬细胞的抗炎症记忆。.科学意义：该项目成果为炎症性疾病的治疗提供新的思路。