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理论依据:全球多中心调查表明,特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)严重威胁人类的健康,其发病率和死亡率呈逐年上升趋势,预后较差,。目前,IPF的发病机制仍不清楚。有学者认为Wnt/β-catenin信号通路的激活与IPF进展密切相关,其中β-catenin的过度酪氨酸磷酸化修饰是该通路的一个重要启动位点。然而,有效抑制β-catenin酪氨酸磷酸化的调控机制迄今尚未明确。Src 同源区 2 蛋白酪氨酸磷酸酶-1(Src homology region 2 domain-containing phosphatase-1,SHP-1)是众多细胞介质和生长因子抑制性调控分子,在肺过敏性炎症反应中发挥重要作用。我们先前的文献已经报导SHP-1缺陷型小鼠肺脏可以出现严重的自发性炎症和纤维化。因此,我们检测了 IPF患者肺组织中SHP-1表达的变化,并研究在肺纤维化进展中SHP-1调节β-catenin的作用及机制。方法:Microarray数据分析正常对照组(control subject,CTRL)和IPF患者组的肺组织中SHP-1水平的表达差异。免疫印迹研究CTRL和IPF患者组的肺组织中SHP-1蛋白水平的表达变化,并通过免疫荧光染色确定SHP-1在肺内的分布情况。在动物实验中,首先通过SHP-1缺陷纯合子motheaten(SHP-1-deficinet viable motheaten homozygous,mev/mev)小鼠与野生型(wild type,WT)小鼠比较,分析肺内自发性纤维化和β-catenin信号通路的变化;再选择Sftpc-CreERT2(他莫昔芬可诱导Cre)与SHP-1flox/flox小鼠杂交,以筛选出Ⅱ型肺泡上皮细胞(alveolar epithelial cell,AEC)中SHP-1蛋白缺失的SPC-SHP-1 小鼠。再选择 WT、SHP-1 缺陷杂合子 motheaten(SHP-1-deficinet viable motheaten heterozygous,mev/+)和 SPC-SHP-1 小鼠,通过博来霉素(bleomycin,BLM,1.5 mg/kg,i.t.)诱导分别建立肺纤维化小鼠模型,并分别于造模的第7-28天检测肺组织炎症和纤维化的差异。在体外实验中,分析抑制SHP-1 对转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)作用于 A549的功能影响。并采用免疫共沉淀法检测A549细胞中β-catenin与SHP-1的相互作用。本研究使用免疫染色、免疫印迹和定量实时聚合酶链式反应(quantitative real time polymerase chain reaction,qRT-PCR),分析纤维化标志物和信号分子的表达和活化。结果:(1)Microarray数据表明,IPF患者(n=255)肺组织中SHP-1表达量较CTRL(n=137)显著降低。临床标本免疫印迹和免疫染色分析显示,IPF患者与CTRL相比,肺组织中SHP-1的表达显著降低。CTRL肺上皮细胞中清晰可见SHP-1表达,但在IPF患者中其表达显著下降。此外,在IPF肺组织中,可见E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达减少,而α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和 β-catenin 酪氨酸 654 位点(Tyrosine 654,Y654)磷酸化修饰增加(2)在体内实验中,组织学可见mev/mev小鼠存在严重的自发性肺纤维化,而WT小鼠无异常改变。分离纯化mev/mev小鼠肺成纤维细胞,可见其增殖和迁移速率显著增加。免疫染色和免疫印迹结果显示,mev/mev小鼠肺组织内,磷酸化修饰的信号转导及转录激活蛋白3(phospho-signal transducer and activator of transcription 3,p-STAT3)、磷酸化修饰的蛋白激酶 B(phospho-protein kinase B,p-Akt)、α-SMA、胶原蛋白 1A1(Collagen1 A1)、纤维蛋白原(Fibronectin)和波形蛋白(Vimentin)的表达显著上调,而E-cadherin下调表达,进一步检测可见p-Y654-β-catenin的表达显著增加。qRT-PCR 分析显示,mev/mev 小鼠肺组织中 E-cadherin、Collagen1A1、Twist1和Snail1的mRNA表达显著增多,而E-cadherin表达减少。在BLM诱导的肺纤维化动物模型中,mev/+小鼠与WT小鼠相比肺组织表现出更为严重的炎症和纤维化改变;他莫昔芬诱导后,SPC-SHP-1小鼠的Ⅱ型AEC中SHP-1表达缺陷,在BLM激发后与WT小鼠相比表现出更加严重的肺纤维化改变,并伴有p-Y654-β-catenin和α-SMA的表达上调,以及E-cadherin的表达下调。(3)在体外细胞实验中,我们发现SHP-1表达缺失或活性丧失可增强TGF-β1介导的A549细胞上皮细胞间质样转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),并伴有p-Y654-β-catenin的表达增多。此外,A549细胞中β-catenin与SHP-1的交联结合是自然发生的,并可以被过钒酸盐诱导增强。结论:综上所诉,本研究发现SHP-1在IPF肺组织中表达下调;其中,SHP-1抑制Ⅱ型AEC中β-catenin酪氨酸磷酸化修饰,可能是保护肺上皮损伤和纤维化进展的重要机制。