酪氨酸磷酸酶Shp2調(diào)控巨噬細(xì)胞介導(dǎo)肺氣腫樣損傷的病理學(xué)意義及分子機(jī)制研究.pdf

1、目的：肺氣腫是一種慢性阻塞性疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)，其主要特點(diǎn)是肺泡間隔大量破壞、肺組織彈性下降以及不可逆的遠(yuǎn)端肺泡持續(xù)擴(kuò)張，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體血氧交換能力受損。近年來，肺氣腫在全球范圍內(nèi)致死率居高不下，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了人類健康。肺氣腫的病因不明，目前缺乏有效的治療手段，患者的預(yù)后較差，因此探究肺氣腫的發(fā)病機(jī)制及其調(diào)控過程對(duì)于肺氣腫的精準(zhǔn)治療具有重要意義。
　　肺泡巨

2、噬細(xì)胞(Alevolar macrophages，AMs)是正常生理狀態(tài)下肺部數(shù)量最多的免疫細(xì)胞，在肺臟的固有免疫中起到了關(guān)鍵的作用。近年來，研究發(fā)現(xiàn)肺泡巨噬細(xì)胞作為體內(nèi)基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases，MMPs)的重要來源在肺氣腫發(fā)生發(fā)展過程中承擔(dān)著重要作用。巨噬細(xì)胞的異?；罨瘜?dǎo)致MMPs的高表達(dá)，引起細(xì)胞外基質(zhì)降解，肺泡間隔破壞。MMPs的表達(dá)受到轉(zhuǎn)化生長因子（Transforming growth

3、 factor beta，TGFβ）的調(diào)控。TGFβ通過抑制MMPs的表達(dá)同時(shí)促進(jìn)TIMPs(Tissue inhibitors of metalloproteinases)的表達(dá)來維持MMP/TIMP的平衡，調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)態(tài)。TGFβ信號(hào)傳導(dǎo)受阻時(shí)會(huì)造成MMPs的持續(xù)高表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致肺氣腫損傷。然而，對(duì)于這種TGFβ/MMPs依賴的病理過程的調(diào)控機(jī)制目前尚不清楚。
　　可逆磷酸化主要由蛋白激酶和磷酸酶介導(dǎo)，是最主要的細(xì)胞信號(hào)調(diào)

4、控方式之一。目前相對(duì)于蛋白激酶而言，蛋白磷酸酶的研究較為滯后。Shp2是一種由PTPN11編碼的非受體型酪氨酸磷酸酶。Shp2廣泛表達(dá)于機(jī)體的各器官和組織，參與調(diào)控多種信號(hào)通路介導(dǎo)的生理學(xué)功能。近期研究發(fā)現(xiàn)Shp2的抑制劑可用于肺癌的靶向治療，然而關(guān)于Shp2在體內(nèi)的功能、尤其是在肺部微環(huán)境中的功能仍需進(jìn)一步探索。此前的研究中我們發(fā)現(xiàn)肺泡Ⅱ型上皮中敲除Shp2能夠?qū)е伦园l(fā)性肺纖維化。巨噬細(xì)胞中條件性敲除Shp2(LysMCreShp2f

5、l/fl)致使巨噬細(xì)胞向二型活化偏轉(zhuǎn)。該品系小鼠在6-8周時(shí)具有正常的肺組織結(jié)構(gòu)，但對(duì)于博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化損傷更為易感。
　　我們此前的研究發(fā)現(xiàn)Shp2的缺失會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞的異?；罨欢撗芯恐痪窒抻?-8周的成年小鼠，缺乏對(duì)長期病理生理學(xué)效應(yīng)的探究。在本研究中，我們通過對(duì)巨噬細(xì)胞Shp2敲除小鼠和對(duì)照組小鼠在正常飼養(yǎng)條件下進(jìn)行長期的觀察，我們發(fā)現(xiàn)2月齡的敲除組和對(duì)照組小鼠都表現(xiàn)出正常的肺組織結(jié)構(gòu)，而老年（15月齡）的敲除組

6、小鼠肺部呈現(xiàn)出自發(fā)的肺氣腫樣損傷，主要表現(xiàn)為：肺泡結(jié)構(gòu)的廣泛破壞以及彈性蛋白的減少。我們通過對(duì)一系列肺泡巨噬細(xì)胞所分泌的蛋白酶和抗蛋白酶進(jìn)行分析，結(jié)果顯示在老年的Shp2敲除組中基質(zhì)金屬蛋白酶-12（Matrix metalloproteinase-12，MMP-12）表達(dá)和活性均顯著上調(diào)。進(jìn)一步研究顯示，雖然敲除組和對(duì)照組小鼠肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中TGFβ1的含量沒有差異，但

7、Shp2的缺失阻斷了TGFβ1對(duì)于MMP-12的抑制作用。后續(xù)機(jī)制研究顯示Shp2在巨噬細(xì)胞中的缺失導(dǎo)致TGFβ1介導(dǎo)的SMAD2/3的磷酸化水平降低、入核轉(zhuǎn)運(yùn)減少，從而負(fù)向調(diào)控了MMP-12的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。最后我們用香煙煙霧(Cigarette smoke，CS)對(duì)成年小鼠進(jìn)行慢性造模，結(jié)果顯示Shp2敲除會(huì)加重CS引起的肺氣腫樣損傷，同時(shí)伴隨著MMP-12的高表達(dá)。
　　綜上所述，我們的研究發(fā)現(xiàn)了蛋白酪氨酸磷酸酶Shp2通過正向調(diào)