特发性肺纤维化是一种慢性且不可逆的致命性肺部疾病。IPF的主要病理特征为纤维灶的形成,细胞外基质沉积以及肺泡结构破坏,导致病人呼吸衰竭死亡。IPF多发于中老年群体中,预后差,患者的五年生存率低于30%,生存期中位数只有三年。因为病因不明,所以缺乏针对IPF的有效治疗手段,关于IPF发病机制的研究一直是基础研究的难点和热点。因此,探究IPF的发病机制具有重要的意义。普遍认为,肺纤维化是由异常的损伤修复造成的,巨噬细胞作为一种可塑性极强的免疫细胞,可以通过自身活化在肺纤维化发病过程中发挥重要作用。在不同的刺激下,巨噬细胞可以活化成为两种亚型,即经典活化型(Classically activated macrophage,M1)和替代活化型(Alternatively activated macrophage,M2),M1型的巨噬细胞自身可以分泌各种炎症因子,包括TNFα,IL-1β,IL-6等加剧炎性环境,M2型的巨噬细胞能够抑制炎症反应,促进成纤维细胞分化为肌成纤维细胞,促进组织的修复过程。Neddylation是一类新型蛋白质翻译后修饰,是由多种蛋白质大分子构成的具有高维度的、复杂的蛋白功能复合体,通过级联反应(活化酶E1、耦联酶E2和连接酶E3)将NEDD8共价结合到CRL等靶分子上,激活CRL(Cullin-RING Ligase)泛素连接酶超家族,控制细胞内约20%通过蛋白酶体的蛋白降解过程,从而调控多种生理病理过程。此前有研究表明,在肝纤维化中,Neddylation通路表达增强,利用Neddylation的抑制剂可以降低肝巨噬细胞的活化,减少肝巨噬细胞趋化因子受体的表达和细胞因子的释放,从而缓解肝纤维化。脏器纤维化具有相似性,提示Neddylation在肺纤维化过程中可能也会发挥作用。因此,我们的课题选取了 Neddylation E2酶Ubc12为切入点,并且构建了基因修饰小鼠品系,研究Neddylation通过调控巨噬细胞的功能参与肺纤维化的机制。我们首先在IPF病人的肺组织切片中检测到Ubc12表达的增高,同时在发生肺纤维化小鼠的肺泡巨噬细胞中检测到Nedd8和Ubc12高表达,这提示Neddylation可能参与调控巨噬细胞活化所介导的肺纤维化过程。于是,我们构建了巨噬细胞特异性敲除Ubc12的小鼠品系LysM-Cre Ubc12f/f,探究巨噬细胞Ubc12高表达在肺纤维化中的病理生理学意义。在博来霉素诱导的肺纤维化模型中,与野生型相比,Ubc12Myko小鼠的肺纤维化明显加重,肺泡巨噬细胞M2活化标志物表达增加。在几丁质诱导的巨噬细胞Ⅱ型活化模型中,Ubc12敲除不仅增加了腹腔嗜酸性粒细胞的浸润,而且腹腔巨噬细胞M2 marker基因表达升高,表明Ubc12负向调控巨噬细胞M2活化。进一步研究发现,在巨噬细胞系中抑制Neddylation可以促进AKT的磷酸化,而在原代髓系巨噬细胞中敲除Ubc12增强本底水平的AKT,表明Neddylation可能通过PI3K/AKT信号通路调控巨噬细胞Ⅱ型活化。最后我们发现肺纤维化的一种缓解因子一非受体型酪氨酸磷酸酶SHP2和Nedd8,Cullin-1之间存在相互作用。磷酸化和Neddylation两种蛋白质修饰过程可能相互影响,调控肺纤维化病理过程。以上结果说明,Ubc12通过PI3K/AKT信号通路调控巨噬细胞的Ⅱ型活化,Ubc12敲除可以加重博来霉素诱导的肺纤维化,Neddylation和磷酸化两种蛋白修饰过程可能相互影响,共同调节着肺纤维化病理过程。这一研究结果不仅为系统地研究肺纤维化提供了新的见解,而且为治疗肺纤维化提供了新的靶点。