HIF-1α基因沉默联合谷氨酰胺调节急性胰腺炎腺泡细胞能量代谢对其坏死-凋亡转化影响的研究

胰腺腺泡细胞死亡方式是决定急性胰腺炎（AP）病程及预后的重要因素。AP病情轻重与腺泡坏死呈正相关，与腺泡凋亡呈负相关。细胞ATP含量是其调控死亡方式的关键，在多种病理过程中扮演坏死-凋亡转化开关的角色；低水平ATP可加速细胞坏死，高水平ATP则促进其凋亡。缺氧诱导因子-1（HIF-1）是在缺氧条件下高表达的核因子，可有效调节细胞代谢模式，但对AP腺泡细胞能量代谢及死亡方式的影响尚未见报道。本研究拟应用siRNA沉默HIF-1α基因表达，同时联合高效能源底物谷氨酰胺，通过离体、在体实验，证实以下假设：①联合措施可通过抑制糖酵解、加强氧化磷酸化来增加AP腺泡细胞ATP含量，并促进其由坏死向凋亡转化；②减轻腺泡细胞钙超载、线粒体损伤及激活Caspase通路为联合措施发挥上述作用的机制；③联合措施可通过促进腺泡坏死-凋亡转化有效减轻AP炎症损伤程度。本研究将为AP发病机制的理解和治疗提供新的思路。

急性胰腺炎（AP）是临床常见的急腹症，病程凶险，预后差。胰腺腺泡细胞死亡方式是影响AP病情严重度的重要因素：轻型AP（MAP）以腺泡凋亡为主，重症AP（SAP）则以坏死为腺泡细胞的主要死亡方式。三磷酸腺苷（ATP）是机体能量代谢水平的重要标志，也是调控细胞死亡的枢纽和开关：低水平ATP可加速细胞坏死，高水平ATP则促进其凋亡。缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是一种在缺氧微环境中高表达的转录因子，在调节细胞能量代谢中发挥了重要作用，但对AP腺泡细胞死亡方式的影响尚未见报道。.本课题历时3年，以雨蛙素+白介素6刺激AR42J细胞建立体外AP腺泡细胞模型，以牛黄胆酸钠胰胆管逆行注射法建立大鼠AP模型，通过离体、在体实验，从细胞水平和整体水平探讨了siRNA沉默HIF-1α基因表达联合谷氨酰胺（Gln）通过调控炎症腺泡细胞能量代谢对其坏死-凋亡转化及减轻病程的影响和作用机制。现项目已按预期计划顺利完成了各项实验内容的研究，得到如下结论：一、离体实验：1）HIF-1α siRNA可显著抑制AP腺泡细胞内HIF-1α、磷酸果糖激酶、一氧化氮（iNOS）及内皮素（ET-1）的表达；2）HIF-1α siRNA联合Gln（联合措施）可通过促进腺泡氧化磷酸化、抑制糖酵解来明显增加AP腺泡内ATP及葡萄糖含量，降低乳酸水平，从而增加细胞的能量代谢；3）联合措施可通过增加腺泡能量代谢显著降低AP腺泡细胞内及线粒体Ca2+浓度、线粒体膜通透性转化孔（PTP）开放度、线粒体膜电位，增加Caspase 3,9及细胞色素C的表达；4）联合措施增加AP腺泡能量代谢后，可通过减轻钙超载、线粒体损伤程度和激活Caspase通路等机制促进腺泡细胞由坏死向凋亡转化；二、在体实验：1）联合措施可有效增加AP胰腺组织腺泡凋亡率，减轻坏死程度及组织学评分；2）联合措施可显著降低AP时胰腺组织肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素1（IL-1β）、ET-1、NO含量及核转录因子（NF-kB）、髓过氧化物酶（MPO）活性，减轻胰腺组织水肿程度，即减轻胰腺局部炎症损伤；3）联合措施可有效降低外周血TNF-α、IL-1β、ET-1、NO、淀粉酶及C-反应蛋白（CRP）水平，减少腹水含量，即减轻系统炎症损伤程度。本项目的顺利完成将为AP发病机制的理解和治疗提供新的思路和途径，并为提高AP的临床疗效提供理论基础和实验依据。