新加坡国立大学的科学家们在人类肺部发现了一种具备新特性的蛋白质，这将可能用于治疗慢性阻塞性肺病 (COPD)。慢性阻塞性肺病是一种使人衰弱的肺部疾病，是全球主要的死亡原因之一。
该研究由新加坡国立大学生物科学部的Ge Ruowen副教授领导，并于 2022 年 1 月发表在著名的科学期刊Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 上。
国大生物科学系Ge Ruowen副教授（左）和国大药理学系 Fred Wong 教授（右），来源：NUS
对抗慢性阻塞性肺病
慢性阻塞性肺病目前是全球第三大死因，给各国带来了巨大的社会经济负担。它可能是由长期接触刺激物或颗粒物（如香烟烟雾）引起的，症状包括咳嗽、呼吸困难、有粘液和喘息不匀。
慢性阻塞性肺病患者表现出两种关键症状：肺气肿（肺泡壁破坏和肺泡扩大）和慢性阻塞性支气管炎（小气道发炎）。这些患者患有持续性呼吸系统症状，伴有长期肺功能下降。然而，目前针对慢性阻塞性肺病的药物只能缓解症状，并不能抑制潜在的组织炎症，也不能有效阻断慢性阻塞性肺病的扩散或降低死亡率。
Ge Ruowen副教授说：“慢性阻塞性肺病患者呼吸困难，这阻碍了他们的工作和锻炼能力。他们没有吸收足够的氧气，这也会影响他们的心脏功能。慢性阻塞性肺病是一种非常危险的疾病，但公众对此的认识非常低。”
维护肺部健康
肺泡巨噬细胞 (AM) 是一种免疫细胞，位于被称为肺泡的肺呼吸结构的空气空间中，它们可以表现出促炎或抗炎特性。在 COPD 中，促炎性肺泡巨噬细胞被放大，这是 COPD 的主要原因。
Ge Ruowen副教授的团队发现，一种名为 isthmin 1 (ISM1) 的肺部驻留蛋白，可以选择性地消除促炎类型的肺泡巨噬细胞来抑制健康肺部的炎症。这一重大发现对于抑制COPD至关重要。在他们的实验室研究中，研究小组观察到，在没有接触到刺激物的情况下， ISM1 蛋白的缺失与大量促炎性肺泡巨噬细胞、持久的肺部炎症、肺气肿和肺功能显著下降有关。
研究小组发现 ISM1 通过靶向存在于促炎性肺泡巨噬细胞表面的 GRP78 信号受体 (csGRP78) 来帮助触发细胞死亡、减少炎症，从而维持肺部健康。
此图像显示由肺泡巨噬细胞 (AM)（红色）产生的 ISM1 蛋白（绿色），通过双重免疫萤光染色显示。黄色代表 ISM1 蛋白和 AM 在同一位置存在，蓝色代表细胞核。在人体内，ISM1 在肺部的含量最多。
开发慢性阻塞性肺病的持久治疗
内源性或内部的 ISM1 蛋白可能不足以抵消 COPD 的肺部炎症。
为了应对这一挑战，研究小组与新加坡国立大学药理学部的 Fred Wong 教授合作，进行实验室研究，以检验通过液滴将重组 ISM1 蛋白直接输送到气道的有效性。研究人员观察到肺部炎症的减少、肺气肿发展的抑制和肺功能的恢复。这些发现支持将 ISM1 开发为 COPD 的潜在治疗方法。
“通过使用重组 ISM1 蛋白直接靶向促炎性 AMs，我们的新疗法抑制了 COPD 的根本原因，并开辟了将其开发成一种可行的治疗方法来治疗这种影响世界各地许多患者的衰弱疾病的可能性。”
Fred Wong教授补充说：“这些发现不仅为开发治疗 COPD 的新型有效药物提供了新途径，而且还保证了 ISM1 在其他炎症性呼吸道疾病中的研究。”
基于这项研究的药物开发目前处于临床前测试阶段。Ge Ruowen副教授和她的团队计划研究重组 ISM1 如何帮助其他炎症性呼吸系统疾病的治疗方法，如急性肺损伤、肺纤维化和哮喘，并设计出实施此类治疗的最佳方法。