谷氨酰胺经14-3-3蛋白对脓毒症炎症反应失衡的调控

The inflammatory response imbalance is one of important pathophysiological mechanisms of sepsis. Our previous study shows that glutamine supplementation can up-regulate the expression of 14-3-3 protein, attenuate the release of pro-inflammatory mediators and maintain the balance between pro- and anti- inflammatory responses in septic rats. But, the mechanism needs further exploration. So, we hypothesize that glutamine can modulate inflammatory response imbalance by inducing the expression of 14-3-3 protein to affect the signal transduction pathway of the inflammatory response. Using gene transfection and RNA interference techniques, we are going to investigate the effects and the mechanism of glutamine supplementation on inflammatory response by 14-3-3 protein pathway at the levels of molecule, cell, organization and body. First, after the low expression plasmids of 14-3-3 gene are constructed, the plasmids are transduced to macrophages. We study the effects and the mechanism of glutamine on inflammatory cytokine release of the macrophages of normal and low expression of 14-3-3 protein under the condition of endotoxin. Then, after the low expression plasmids of 14-3-3 gene are transduced to rats, we explore the effects and the mechanism of glutamine supplementation on inflammatory response of the rats of normal and low expression of 14-3-3 protein in sepsis. By the cellular and animal experiments, we attempt to elucidate the inner mechanism of cellular protection of glutamine by 14-3-3 protein pathway and provide a new idea of modulation of inflammatory response imbalance in sepsis.

炎症反应失衡是脓毒症病理生理机制之一。我们前期实验发现补充谷氨酰胺能上调脓毒症大鼠14-3-3蛋白表达，减少促炎介质释放，维持促炎和抗炎之间的平衡，但作用机制仍未阐明。14-3-3蛋白是一组在各种真核细胞中表达的高度保守的可溶性酸性蛋白质，作为细胞内磷酸化作用的因子，参与许多正常生命活动的调节过程。我们假设谷氨酰胺通过诱导14-3-3蛋白表达影响炎症反应信号通路而调控脓毒症炎症反应失衡。为此，我们拟采用基因低表达技术，从分子、细胞、组织和动物整体水平，研究谷氨酰胺经14-3-3蛋白调控脓毒症炎症反应失衡的机制。将携带14-3-3蛋白低表达重组质粒分别转染巨噬细胞和大鼠，研究谷氨酰胺对脂多糖作用下14-3-3蛋白正常和低表达的巨噬细胞释放炎症因子和脓毒症大鼠炎症反应的影响和机制。通过这些体、内外实验，以期揭示谷氨酰胺-14-3-3蛋白-细胞保护的内在机制，为脓毒症炎症反应失衡的调控提供思路。

脓毒症是严重烧伤、创伤、休克和感染等危重病的主要死亡原因之一。尽管液体复苏、抗菌素治疗、病灶清除及器官功能支持治疗取得重大进展，但脓毒症发病机制极其复杂、临床治疗十分困难、医疗资源耗费巨大，是全球面临亟待解决的重大公共安全卫生问题。该项目面向国际前沿和“健康中国”国家战略，就谷氨酰胺对脓毒症发病机制中的核心问题之一免疫紊乱及调理开展了如下研究：.①谷氨酰胺对脂多糖作用下 14-3-3 蛋白正常表达的巨噬细胞释放炎症因子的影响.②谷氨酰胺对脂多糖作用下 14-3-3 蛋白低表达的巨噬细胞释放炎症因子的影 响 .③机制研究 .脂多糖作用下 14-3-3 蛋白正常和低表达的巨噬细胞 14-3-3 蛋白磷酸化，14-3-3 蛋白与 NF-κB 和 MAPK 信号转导通路中重要蛋白质的相互作用，以及 谷氨酰胺干预后对上述变化的影响。从 14-3-3 蛋白这个新视角探讨谷氨酰胺的 抗炎机制。 .④体内实验研究谷氨酰胺经14-3-3蛋白对脓毒症大鼠炎症反应的影响及机制 研究 14-3-3 正常和低表达时脓毒症大鼠一般情况、死亡率、炎症反应、 14-3-3 蛋白磷酸化，14-3-3 蛋白与 NF-κB 和 MAPK 信号转导通路中重要蛋 白质的相互作用，以及谷氨酰胺干预后对上述变化的影响，及这些变化与重要 器官（主要包括心、肺、肝、胸腺、脾脏和肠相关淋巴组织）的组织形态和功 能改变之间的关系，通过体内研究印证体外研究结果。.结果.a、发现了在脓毒症时，补充谷氨酰胺确实可促进14-3-3蛋白的表达。.b、发现了谷氨酰胺可通过促进14-3-3蛋白的表达，减少炎症反应信号通路中的关键蛋白MAPK和NF-KB的磷酸化，从而减轻脓毒症过度的促炎反应，维持促炎与抗炎反应之间的平衡，减轻脓毒症重要脏器功能损害。. 该项目深刻揭示了谷氨酰胺-14-3-3蛋白-炎症反应-组织细胞保护的内在机制，在脓毒症免疫紊乱及调理这一重大科学问题上的研究取得较重要进展， 学术上为国际先进水平，研究过程中发现的自然现象、 揭示的科学规律、 提出的学术观点或者其研究方法为国内外学术界公认和较广泛引用， 较大地推动了本学科的发展， 并对经济建设、 社会发展有重要影响。