[发明专利]苹果酸酶2在制备矽肺病或肺纤维化相关疾病诊断试剂或治疗药物中的应用

说明书

本发明提供了一种苹果酸酶2在制备矽肺病或肺纤维化相关疾病诊断试剂或治疗药物中的应用，属于医疗和医药技术领域。本发明研究结果表明苹果酸酶2敲除明显减轻了矽肺病小鼠的炎性反应和纤维化病变。基于以上研究结果，本发明提出了苹果酸酶2在治疗矽肺病或肺纤维化相关疾病肺部炎性反应和肺纤维化病变中的应用。通过抑制苹果酸酶2的表达，从而减轻矽肺病的炎性反应和纤维化病变，为探寻治疗矽肺病或肺纤维化相关疾病肺部炎性反应和肺纤维化靶点药物提供支持。

技术领域

本发明属于医疗和医药技术领域，尤其涉及苹果酸酶2在制备矽肺病或肺纤维化相关疾病诊断试剂或治疗药物中的应用。

背景技术

尘肺(pneumoconiosis)是在长期吸入不同致病性的粉尘引起的以弥漫性肺纤维化为主的一组肺部疾病的统称，是全球主要职业病。尘肺病后期可导致严重的肺功能障碍，根据吸入粉尘种类的不同，尘肺可分为煤工尘肺、石棉肺、矽肺以及其他种类。矽肺(silicosis)是尘肺中最常见的一种亚型，是由于长期吸入游离的二氧化硅结晶并在肺内潴留导致的肺部纤维化疾病，其主要病理特征为弥漫性间质纤维化以及硅结节的形成。生产性粉尘中二氧化硅诱导肺纤维化的能力最强，二氧化硅刺激诱导的矽肺病也是尘肺病中病情最严重的。近年来由于新兴行业中对二氧化硅的引入认识不足且疏于控制，全球尘肺病尤其矽肺病发病率呈现逐年上升趋势。

矽肺病的发生发展会经历慢性炎症反应和纤维化进展两个阶段。二氧化硅粉尘的吸入和潴留会促进肺组织的炎性相关细胞发生炎性反应，释放多种细胞因子，进而促进了成纤维细胞的增生，产生了肺部的纤维化。其中，肺组织中的巨噬细胞起到了主导性作用。二氧化硅进入肺部以后首先会被肺泡巨噬细胞表面受体(清道夫受体，Scavengerreceptor)识别并将其吞噬，被吞噬的二氧化硅晶体与胞内溶酶体融合形成吞噬小体。二氧化硅晶体无法被消化，会引起肺泡巨噬细胞的自噬溶酶体系统异常，进而促进了慢性炎性反应和纤维化进程。肺组织中性粒细胞和淋巴细胞的招募可能加重了炎性反应并促进了后续的纤维化进程。白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和转化生长因子β(TGF-β)等细胞因子，也参与了炎性反应和纤维化的进程。肺纤维化会严重影响病人的呼吸功能，后期可发展为肺功能障碍。现有的治疗药物尽管可以减轻肺部的炎性反应、延缓肺组织由炎性反应发展到纤维化阶段的时间，但无法在患者中逆转肺纤维化。因此仍然急需筛选有效改善肺纤维化的作用靶点用于肺纤维化的治疗。

越来越多的研究表明，代谢重编程可以影响纤维化等非肿瘤性疾病(如特发性肺纤维化，IPF)，而肺部纤维化和癌症之间有相当大部分的机制重叠，其中就包括一些共有的代谢特征，如糖酵解速率升高、糖酵解相关酶高表达、丝氨酸-甘氨酸的从头合成增强等。此外，代谢重编程可以影响巨噬细胞的功能，进而影响炎性反应，如三羧酸循环的中间代谢产物琥珀酸能够响应LPS刺激而增加并促进巨噬细胞向M1型极化。三羧酸循环的重要代谢产物α-KG可抑制M2型巨噬细胞中的HIF-1α和IL-1β。

苹果酸酶(malic enzyme，ME)是三羧酸循环过程中调控苹果酸代谢的关键酶，催化苹果酸氧化脱羧为丙酮酸并伴随烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adeninedinucleotide phosphate，NADPH)产生的可逆反应。目前哺乳动物中已鉴定出三种亚型的苹果酸酶，它们分别由三个同源基因编码，根据其在细胞内分布和辅酶特异性分别命名为：胞质NADP依赖的ME(ME1)，线粒体NAD(P)依赖的ME(ME2)和线粒体NADP依赖的ME(ME3)，其中，ME1和ME2是主要的亚型。NAD(+)依赖的线粒体苹果酸酶2(ME2)可以催化苹果酸生成丙酮酸和CO₂，同时将NAD(+)还原成NADH，可以调节氧化还原平衡反应、细胞能量代谢和分子的生物合成。ME2在多种癌症中显著高表达，多项研究表明，其可以作为癌症诊断的新型生物标记物和治疗的药物靶点，靶向ME2可显著抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。实验表明，ME2在矽肺病导致的纤维化肺组织中显著高表达，但是ME2在肺纤维化中的功能仍不清楚。

发明内容