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蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-2(protein tyrosine phosphatase SHP-2)是一种由PTPNⅡ基因编码的蛋白酪氨酸磷酸酶。SHP-2其是一种含有2个SH结构域的胞质蛋白酪氨酸磷酸酶,其作为细胞因子、生长因子及其他胞外刺激因素的下游信号分子广泛地表达于机体各种组织和细胞中,参与细胞增殖、分化、死亡等诸多细胞生命活动。近年来的研究发现PTPNⅡ突变将会导致青少年白血病、Noonan综合症,LEOPARD综合症等疾病。香烟烟雾能诱导肺部炎症并导致肺组织的损伤,其是最常见的慢性阻塞性肺部疾病(COPD)的致病因素。而SHP-2与香烟烟雾所引起的肺损伤之间关系的研究无论是整体上还是离体上均未见相关的报道。为研究SHP-2香烟烟雾引起的肺组织损伤之间的关系和作用机制,我们分别建立了香烟烟雾提取物(CSE)气道内滴入引起的急性炎症模型、连续香烟烟雾暴露4天所诱发的COPD模型以及香烟烟雾单次暴露模型进行相关的研究工作,结果发现:
(1)通过气道内滴入CSE能使得小鼠产生急性炎症反应,肺泡灌洗液(BALF)中白细胞总数、中性粒细胞数目和巨噬细胞数目均有显著上升。肺组织中匀浆中TNF-a、IL-8、MCP-1的mRNA表达上升。在滴入CSE前0.5h腹腔注射SHP-2抑制剂PHPS1(1mg/kg)能够显著减少BAL液中白细胞和中性粒细胞的数目。通过病理切片观察也发现PHPS1能够显著减少炎症细胞的浸润。1mg/kg PHPS1也可抑制CSE所诱导的肺组织匀浆中MCP-1和IL-8 mRNA表达的上升。
(2)使用3R4F标准香烟对C5781/6小鼠进行连续4天香烟烟雾暴露制备COPD模型。在研究中显示:模型组BAL液中白细胞总数上升了约4倍,中性粒细胞和巨噬细胞也都有非常显著的上升。每天在香烟烟雾攻击前0.5h以及香烟烟雾攻击后4h分别给予0.3mg/kg、1mg/kg和3mg/kg的PHPS1以及0.5mg/kg磷酸地塞米松(DXM)进行治疗后,均能显著降低香烟烟雾暴露引起的BALF液中以及病理切片中白细胞总数和中性粒细胞数目的上升。
(3)COPD模型组的气道阻力与空白组相比有明显的上升,同时模型组引起气道阻力增加200％所需的Mch浓度(RLC200,其值越小说明实验动物对外来刺激引发肺功能改变越敏感)仅为空白组的37％,而连续每天两次腹腔注射6mg/kgPHPS1的小鼠能显著缓解气道阻力的上升,其RLPC200相对于模型组提高了约1倍。而进一步的免疫组化则表明,PHPS1其能呈剂量依赖性减少香烟烟雾诱导的肺组织支气管周围MMP-9蛋白表达的增加。
(4)香烟烟雾单次攻击12h后,小鼠肺组织中KC和IL-8 mRNA表达显著上升,而IL-8的蛋白表达约上升了一倍。在香烟烟雾攻击前30分钟预先腹腔注射6mg/kg PHPS1对KC和IL-8m RNA表达没有显著影响。但腹腔注射3mg/kg和6mg/kgPHPS1后,其能显著抑制香烟烟雾所诱导的肺组织中IL-8蛋白表达的上升。
我们的研究首次发现PHPS1可通过抑制肺上皮细胞SHP-2蛋白的活性,显著地减少由香烟烟雾(CS)和香烟烟雾提取物(CSE)所诱导的肺部炎性趋化因子的表达,进而影响炎症细胞的募集和趋化,并缓解肺部的炎症。此外,PHPS1也可呈剂量依赖性缓解COPD模型的气道重塑情况。与模型组相比,每天两次腹腔注射6mg/kg PHPS1可显著降低由乙酰甲胆碱(Mch)诱发的气道阻力的上升,并提高给药组RLPC200数值。通过上述研究,我们首次发现PHPS1可以通过抑制SHP-2的活性,减少香烟烟雾所诱导的炎症介质的释放并减少炎症细胞的浸润,同时减少由香烟烟雾所诱导的小气道重塑并改善小鼠的肺功能。上述发现为进一步明确COPD的病理机制以及为COPD的治疗提供了新的思路和新的方向。