SET基因在百草枯中毒所致急性肺损伤中的作用及相关机制研究

Paraquat (PQ) poisoning is the most lethal pesticide suicide and the main cause of death is lung injury. Up to date, the mechanism underlying PQ poisoning has not been completely understood and there is no effective antagonist. ATⅡcells play an important role in the process of lung injury induced by PQ. In previous work, we found that SET expression increased significantly in lung tissues of mice when exposed to PQ. And the elevation has positive coralation with lung injury severity. So we speculate that ATⅡcells overexpress SET when stimilated by PQ poisoning and produce many pro-inflammatory mediators under some unknown regulatory factors, which directly take part in lung injury and apoptosis of ATⅡcells. The function and regulatory network of SET gene will be well studied in this project. We aim to study the biological characteristics of SET gene and clarify its position in cellular signaling pathway by molecular cytogenetic and bioinformatics tools and transgenic mouse, together with the therapeutic effect of RNAi SET gene. This project will provide valuable data for clarifying the molecular mechanism of lung injury in PQ poisoning. In clinical terms, we hope to find new ideas for molecular-targeted therapy in PQ poisoning lung injury.

百草枯(PQ) 中毒是目前致死性最高的农药中毒事件，中毒后引起的急性肺损伤是导致死亡的主要原因。ATⅡ细胞在PQ中毒导致的肺损伤过程中扮演重要角色，申请者及其课题组在完成上一项国家自然基金的过程中发现，PQ中毒小鼠肺组织中SET蛋白表达明显升高，且与肺炎性损伤程度明显相关。因此我们推测在PQ中毒过程中，ATⅡ细胞在大量活性氧族刺激下过度表达SET且在某些未知调控因子的作用下促进肺脏过度炎症反应及ATⅡ细胞凋亡，直接参与肺损伤的形成，SET基因可能是PQ中毒肺损伤的重要靶点,国内外尚无相关研究报道。本研究利用分子细胞遗传学、生物信息学手段并构建转基因小鼠，探索该SET基因在PQ中毒肺损伤中的功能和启动子调控机制，寻找其下游调控蛋白，并研究RNAi干扰SET基因的治疗作用，为PQ中毒肺损伤发生的分子机制及临床诊治提供有价值的研究资料和治疗靶点。

本研究首先明确了SET在PQ中毒小鼠肺脏中的表达情况，以及在PQ诱导肺泡II型上皮细胞损伤中的表达（胞浆/胞核表达规律）情况，发现SET是PQ中毒后急性肺损伤炎症级联反应中的关键调控因子，SiRNA干预SET和应用NF-κB抑制剂处理，通过抑制SET-NF-κB信号通路，可以明显减轻PQ中毒所致的急性肺损伤中。提示SET基因做为上游基因，调控NF-κB信号通路，在PQ诱导肺泡II型上皮细胞损伤过程中发挥关键作用，干扰SET基因表达后，明显减轻了PQ诱导的肺泡II型上皮细胞的凋亡和过度的炎症反应，SET可能是临床干预的一个理想的靶点。在本课题的资助下，我们对百草枯中毒肺损伤进行了拓展研究，通过大鼠/小鼠动物模型，系统研究了内皮祖细胞移植对百草枯中毒所致急性肺损伤动物模型炎症因子表达的影响， 结果发现内皮祖细胞移植可以降低百草枯中毒所致急性肺损伤大鼠/小鼠模型炎症因子表达，具有确切的疗效。同时我们也对LPS相关肺损伤进行了大量拓展研究，通过建立LPS肺损伤大鼠模型，研究静脉注射内皮祖细胞（EPCs）对LPS急性肺损伤的中microRNA和ADAM15的影响；LPS诱导肺损伤中巨噬细胞外泌体相关研究结果表明，GW4869通过下调巨噬细胞外泌体胞释放对LPS所致急性肺损伤具有抑制过度的炎症反应、保护肺功能的作用；lncRNA-p21诱导miR-181的下调可能抑制上皮细胞凋亡，并通过上调SIRT1的表达减轻肺损伤组织，提示lncRNA-p21对脓毒症相关肺损伤具有治疗作用。在本课题的资助下（第一标注），申请人作为第一通讯作者，目前已发表SCI论文5篇，中文核心期刊4篇，另有2篇SCI论文正在投稿中。