Genes & Diseases｜Wang YH/Jiang ZL/ Li X 教授团队揭示高压氧治疗肺纤维化的潜力

特发性肺纤维化（IPF）是一种慢性、进行性且不可逆的间充质肺部疾病。由于肺纤维化是COVID-19感染的高发后遗症，引起了人们的广泛关注。IPF预后较差，目前有效的治疗方法有限，寻求新的有效治疗肺纤维化的方法显得尤为重要。

南安普敦大学Yihua Wang课题组及南通大学Zhenglin Jiang/Xia Li课题组在本刊发表了题为“Integrated analysis reveals the protective mechanism and therapeutic potential of hyperbaric oxygen against pulmonary fibrosis”的研究论文，该研究强调了高压氧治疗肺纤维化的潜力。

1. 肺纤维化中的上皮间质转化（EMT）和糖酵解

通过对GEO数据进行分析，作者团队发现博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型组（n=123）和对照组（n=90）的肺组织表现出明显的基因表达聚类；作者团队在对人类IPF和对照组肺组织样本的分析中，鉴定出差异表达基因（DEG）。GO富集分析显示出细胞外基质和胶原在IPF中的重要性。此外，GSEA分析揭示了在博莱霉素诱导的肺中以及IPF患者的支气管肺泡灌洗（BAL）样品中EMT和糖酵解的激活（图1）。

图1. 综合分析揭示了肺纤维化中上皮间充转化(EMT)和糖酵解的激活

2. EMT和糖酵解评分的预后价值

作者团队发现BAL样本中显示EMT和糖酵解评分有望预测IPF患者的存活率（图2A、B）。有趣的是，在肺功能GAP分期中，高EMT评分或高糖酵解评分也是死亡率的有效独立预测因子（图2C）。

图2. EMT和糖酵解评分可预测IPF患者的死亡率

3. 低氧可能是EMT和糖酵解激活的潜在驱动因子

IPF肺、BAL样本以及用博莱霉素处理的小鼠肺部都持续显示出低氧诱导因子（HIF）评分的提高，表明其活性的增加。在博莱霉素处理后，小鼠肺组织中与低氧和糖酵解相关的多个基因表达上升，表明博莱霉素可提高小鼠肺内HIF活性。值得注意的是，各类样本集中HIF评分与EMT和糖酵解之间都存在强相关性（图3）。

图3. 缺氧驱动肺纤维化期间的上皮间质转化（EMT）和糖酵解激活

4、高压氧（HBO）对肺纤维化的治疗效果

作者团队之前的研究显示HBO可以显著减少小鼠的肺部纤维化，具有潜在的治疗作用（图4A、B）。为了深入探索其分子机制，作者团队进行了HBO治疗后的转录组学分析，确定了1221个差异表达的基因，包括651个上调基因和570个下调基因（图4C）。HBO治疗抑制了博莱霉素诱导小鼠中的EMT、糖酵解和低氧途径（图4D、E）。此外，HBO治疗也降低了HIF、EMT 和糖酵解的评分，展示了其治疗前景（图5）。

图4. 高压氧（HBO）抗肺纤维化的保护机制

图5. 高压氧（HBO）治疗对缺氧、上皮间质转化和糖酵解的影响

总之，HBO通过缓解肺纤维化发展过程中的缺氧状况，从而抑制肺纤维化，是一种治疗肺部纤维化的潜在候选疗法。鉴于HBO在长期临床使用中的安全性已得到证明，对IPF患者进行HBO治疗的前瞻性临床试验已成为一种可行的方案。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304222002331

引用这篇文章：

Yuan Y, Qiao G, Zhou J, et al. Integrated analysis reveals the protective mechanism and therapeutic potential of hyperbaric oxygen against pulmonary fibrosis. Genes Dis. 2023;10(3):1029-1039.