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HO-1（heme oxygenase-1，HO-1）是一种诱导型的血红素氧合酶，可催化降解血红素生成胆绿素（biliverdin），CO 及Fe2+，其中胆绿素迅速被胆绿素还原酶还原为胆红素（bilirubin），而铁可诱导铁蛋白并与之结合。HO-1在正常情况下低表达；应激状态下，HO-1的适量表达可减轻细胞损伤。研究发现，健康吸烟者肺中HO-1的表达水平显著高于严重型慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructivepulmonary disease，COPD）患者。
Egr-1（early response growth gene 1，Egr-1）属于即刻早期反应基因家族一员，多种信号包括细胞因子、生长因子、胰岛素、电离辐射、脂多糖（LPS）、低氧等均可诱导egr-1基因表达。转录激活的Egr-1与其靶基因上特异位点结合，通过激活或抑制靶基因的表达而参与细胞生长分化、细胞凋亡等相关过程。研究认为egr-1 是COPD的易感性基因，Egr-1-/-小鼠对香烟烟雾诱导的肺气肿有拮抗作用。
本课题组的前期工作发现，香烟烟雾提取物（cigarette smoke extract，CSE）刺激时，Egr-1-/-小鼠的肺成纤维细胞中HO-1的表达水平显著降低，提示Egr-1可能参与了CSE 诱导的HO-1 表达。此外，小鼠ho-1基因增强子区Egr-1 类似结合序列的发现，提示我们Egr-1 可能直接调节HO-1的表达。另外，针对COPD的治疗，目前尚缺乏有效的药物，我们期望可为其药物研发作初步探索。
据此，本文进行了以下的研究：
首先，我们运用Western blot 分析了小鼠肺成纤维细胞及小鼠巨噬细胞（RAW264.7）中HO-1的表达情况。结果显示，CSE 可诱导细胞中HO-1的表达。说明HO-1的确参与了CSE 刺激细胞的过程。
其次，我们应用细胞免疫荧光技术发现，CSE 刺激可诱导Egr-1 入核。将含Egr-1 类似结合序列的小鼠ho-1基因增强子区插入pGL-3 载体，构建荧光素酶重组报告质粒pmHO-1Luc1（ho-1基因启动子区&pGL3-Basic）、pmHO-1Luc2（ho-1基因启动子区和增强子区&pGL3-Basic）、pmHO-1Luc3（ho-1基因增强子区&pGL3-Promoter）。转染重组质粒pmHO-1Luc2、pmHO-1Luc3的细胞中荧光素酶活性大大增强，且预感染Ad-DN-Egr-1-GFP 可显著降低其荧光素酶活性。以上结果均说明Egr-1 可调节HO-1的表达。
基于之前的研究及文献报道，最后我们在人支气管上皮细胞（Beas-2b）中，对四种黄酮类化合物（槲皮素、芸香苷、蒙花苷及山奈素）进行了初步的筛选工作，以期望找到可能应用于COPD 治疗的药物。结果发现，槲皮素和山奈素可对CSE 导致的Beas-2b 细胞凋亡产生保护作用，且槲皮素可能通过上调HO-1的表达水平而发挥功能，而山奈素的作用机理仍需进一步探索。
综上所述，我们的结果显示CSE 可诱导细胞中HO-1的表达，而Egr-1 可调节CSE 诱导的HO-1 表达。此外，治疗由香烟烟雾导致的COPD 药物可能通过增加HO-1 蛋白的水平发挥作用。