中文摘要：

内皮祖细胞（EPC）能分化为成熟内皮细胞并直接参与肺气肿损伤肺泡间隔细胞的修复，干细胞抗原1（Sca-1）是一种抑制细胞周期和分化的糖基磷脂酰肌醇锚定细胞表面蛋白，参与调控多种干/祖细胞分化发育及自我更新。我们最新研究显示体外培养EPC表达Sca-1，且香烟提取物（CSE）刺激后Sca-1表达下降，同时COPD患者循环中存在EPC数目减少和功能障碍。但Sca-1是否参与调控EPC生存和自我更新及其可能的机制尚未见报道。本研究通过CSE、甲基化抑制剂处理EPC和吸烟COPD模型后观察Sca-1表达、甲基化水平及EPC凋亡和功能变化，并通过甲基化芯片技术和体外甲基化技术，进一步明确Sca-1基因甲基化序列，由此首次探讨Sca-1基因通过DNA甲基化调控吸烟所致EPC生存及自我更新障碍的作用及其机制，为COPD治疗探索新的途径。

结论摘要：

既往研究证实体外培养内皮祖细胞（EPCs）表达干细胞抗原-1（Sca-1），且香烟提取物（CSE）刺激后Sca-1表达下降。本课题通过慢性阻塞性肺疾病（COPD）病人、动物模型和细胞三个层面进行研究。通过分离并培养COPD患者的EPCs，并对其进行增殖、粘附和分泌能力检测，发现COPD患者循环中存在EPC数目减少和功能障碍。既往我们通过香烟烟雾暴露法来建立COPD动物模型，但建模耗时长。故本次实验采用腹腔注射香烟提取物（CSE）的方法成功建立COPD小鼠模型。通过对COPD小鼠模型骨髓EPCs的c-Kit与c-Kit配体的检测，发现二者的相互作用是内皮细胞修复过程中的重要步骤，参与小鼠肺气肿模型的形成。通过去甲基化剂5-杂氮-2’-脱氧胞苷（AZA）与CSE共同干预小鼠，发现AZA可能通过部分逆转CSE对骨髓EPCs及肺组织Sca-1表达的抑制作用，而发挥对肺功能和肺组织形态学的保护作用。在体外细胞实验中，成功分离、培养并鉴定了EPCs，发现CSE可同时降低EPCs增殖、粘附及分泌能力和Sca-1的表达。进一步研究用AZA与CSE体外干预培养EPCs，通过检测其功能及体外甲基化技术，发现短时间低浓度的CSE干预使得EPCs的增殖功能代偿性增强，延长干预时间和/或提高干预浓度都将使EPCs的功能降低，甚至完全抑制，呈时间和浓度依赖。AZA能部分逆转CSE对EPCs上Sca-1蛋白表达的抑制作用，同时改善EPCs的功能，EPCs上Sca-1蛋白表达和EPCs功能改变趋势一致，其去甲基化作用位点位于Sca-1基因启动子区。同时，进行了表观遗传学与COPD发病机制的探索，发现COPD患者线粒体转录因子（mtTFA）表达下降，mtTFA基因甲基化可能参与COPD发病机制；在AZA与CSE共同干预的小鼠模型中，去甲基化治疗同样可以使mtTFA 、细胞色素C氧化酶Ⅱ亚基（COX II）表达上调，影响COX活性，从而发挥对CSE所致小鼠肺气肿模型的保护作用。本课题研究为COPD的治疗提供了新的理论基础。