研究課題3：膠原結(jié)構(gòu)-功能納米尺度調(diào)節(jié)異常干擾力穩(wěn)態(tài)并介導(dǎo)肺纖維化

研究背景：

肺纖維化是世界范圍內(nèi)的常見病，隨著年齡的增加發(fā)病率也逐漸增高。胞外基質(zhì)變硬會激活下游力學(xué)敏感通路，涉及到進(jìn)行性肺纖維化過程。但是，胞外基質(zhì)病理性改變導(dǎo)致的力穩(wěn)態(tài)失調(diào)在此疾病發(fā)生中的作用尚不清楚。

研究思路：

胞外基質(zhì)含量的增加和結(jié)構(gòu)的改變可能與肺纖維化的發(fā)生有關(guān)。對特發(fā)性纖維化肺組織進(jìn)行多尺度生物力學(xué)和生物學(xué)分析，提示胞外基質(zhì)與肺纖維化之間的關(guān)系。

研究方法：

1、采集人肺樣本。

2、原子力顯微鏡檢測肺組織及膠原纖維剛度。

3、RTqPCR檢測基因表達(dá)。

4、二次諧波成像，觀察樣本中膠原分布。

5、原位分析氨基氧化酶活性（Langton et al., 2013）。

6、體外肺纖維化三維建模，利用Cellscale microsquisher進(jìn)行平板壓縮測試（圖1）；分析交聯(lián)度；組化染色；電鏡觀察。

圖1 平板壓縮實驗測試體外肺纖維化三維模型。

結(jié)論：

膠原交聯(lián)過程的翻譯后調(diào)控失調(diào)（而非膠原濃度的增加）導(dǎo)致組織變硬。從納米尺度上來看，膠原纖維結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了異常，剛度增加，溶脹率下降，直徑減少。在肺纖維化的半活體和動物模型中，共抑制賴氨酸氧化酶LOXL2和LOXL3可恢復(fù)正常膠原原纖維生成，降低組織剛度，改善肺功能。在人肺纖維化中膠原結(jié)構(gòu)的改變是異常胞外基質(zhì)的重要決定因素，抑制pyridinoline交聯(lián)可維持力穩(wěn)態(tài)，限制進(jìn)行性纖維化過程中胞外基質(zhì)的自我維持效應(yīng)。

1]馬克G瓊斯，奧雷斯蒂斯，詹姆斯JW羅伯茨，克里倫，維多利亞J眼淚，露西曹，凱蒂爾問，大衛(wèi)E聰明，亞歷山德拉·邦芬蒂，彼得*，多爾蒂，切斯特賴，本斯廷*，布，蘇菲五弗萊徹，本·馬歇爾，桑杰喬蓋，克里斯托弗J布雷列頓，塞琳娜切，克里斯蒂安奧滕斯米爾，杰克高爾布，馬哈詹，法布爾，巴斯卡，沃爾夫?qū)?，盧卡里切迪，凱瑟琳馬奧雷利，菲利普蒙克，菲利普瑟納和唐娜戴維斯。膠原結(jié)構(gòu)-功能的納米級失調(diào)破壞了機(jī)械穩(wěn)態(tài)并介導(dǎo)肺纖維化。生命。2018; 7: e36354. [2]蘭頓AK，格里菲斯C，謝拉特MJ，沃森RE。2013.老化皮膚中結(jié)構(gòu)蛋白的交聯(lián)：一種檢測胺氧化酶活性的原位檢測方法。