COPD 代谢组、吸烟氧化剂和纤毛细胞功能异常

吸烟是慢性阻塞性肺病 (COPD) 的主要原因，COPD 是美国第四大死因。 COPD 发病机制的核心是“纤毛病”，即介导粘液运输以清除吸入病原体的气道纤毛细胞功能障碍。 COPD 纤毛病导致粘液积聚、宿主防御受损和反复感染。 使用最先进的全球代谢物分析平台和独特的血清和肺生物样本队列，我们​​的可交付成果是确定一个代谢组，重点关注与 COPD 气道纤毛病相关的生物标志物，并使用观察到的代谢变化来：（ 1) 直接机制研究以在分子水平上定义纤毛病； (2) 确定 COPD 治疗干预的新靶点； (3) 确定 COPD 高危吸烟者。 初步代谢数据为我们提供了第一条线索——慢性阻塞性肺病吸烟者的血清瓜氨酸水平降低，这与肺一氧化氮合酶 (NOS) 活性缺乏以及肺一氧化氮 (NO) 缺乏相一致。 这一点，连同吸烟引起的 NOS/NO 相关纤毛病的支持数据，以及吸烟者在气道上皮转录组中具有显着的氧化剂相关变化的知识，导致我们的目标，结合特定队列的代谢组学、小鼠和人体机制研究和计算/统计集成。

目标 1。 对我们特征化队列的库存生物样本进行代谢分析，以评估 COPD 与血清和肺上皮衬里液中的独特代谢组相关的假设，以及 COPD 代谢组的子集与 COPD 的纤毛病相关的假设。

目标 2. 结合代谢谱分析和人和小鼠气道上皮细胞的体外研究，评估 COPD 代谢组（关注推断的 NO 缺乏）与 COPD 纤毛病潜在机制之间存在联系的假设。

目标 3. 表征和量化香烟烟雾诱导的肺和血清中的“氧化还原体”，并评估其在纤毛细胞功能障碍中的作用。 研究试图确定吸烟、氧化剂对肺上皮细胞的负担和 COPD 的发病机制之间的联系——可能提供预测哪些吸烟者会发展为 COPD 的生物标志物，并确定 COPD 治疗的新目标。