P-Rex1在肺纤维化疾病中的作用及抑制剂研究

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肺纤维化是一种严重的肺间质性疾病,通常会导致不可逆的肺功能丧失,属于临床上发病广泛,机制不明确,没有有效治疗药物的严重疾病。P-Rex1是一种特异性调节小G蛋白Rac活性的鸟核苷酸交换因子,可以促使非活化状态的Rac-GDP转变成活化状态的Rac-GTP。本研究通过气管注射博来霉素建立了小鼠肺纤维化模型,比较了P-Rex1基因敲除小鼠(p-rex1-/-)和对照野生型小鼠(WT)在肺纤维化模型中的不同。给小鼠气管注射博来霉素3和7天后,p-rex1-/-小鼠的促炎细胞因子表达水平和炎症细胞的浸润程度都比WT小鼠有所降低。给小鼠气管注射博来霉素21天后,p-rex1-/-小鼠相对于WT小鼠具有较完整的肺泡结构和较低的死亡率,说明P-Rex1基因缺失减弱了博来霉素诱导的小鼠肺纤维化程度。我们分离培养了成年小鼠肺成纤维细胞。研究发现,p-rex1-/-小鼠肺成纤维细胞内源性的Rac1活性和p38MAPK的磷酸化水平都比WT减弱,且细胞的迁移速度也有所减慢,说明P-Rex1通过调节成纤维细胞的功能影响肺纤维化。在HEK293T细胞内表达P-Rex1功能失活的蛋白可以减弱smads依赖的转录活化,说明P-Rex1可能参与了TGF-β信号通路。P-Rex1是机体中将近70个鸟核苷酸交换因子之一,其表达又具有组织特定性,可以作为合适的药物设计靶标。我们利用计算机辅助药物设计筛选得到了P-Rex1抑制剂,化合物20。实验证明化合物20在体外水平可以阻断P-Rex1-DH/PH蛋白和Rac1蛋白的相互作用,在细胞水平可以有效的抑制小鼠骨髓嗜中性粒细胞和分化的HL-60细胞活性氧的产生以及嗜中性粒细胞和癌细胞MCF-7、SW480的迁移。本研究首次阐明了P-Rex1基因在肺纤维化疾病中既可以作为抗炎又可以作为抗纤维化反应的靶标并获得其抑制剂,对肺纤维化疾病的研究和临床治疗具有重要意义。
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