IL-33依赖的Arg1在华支睾吸虫致肝组织纤维化中的作用研究

Arginase 1 is an enzyme that metabolizes L-arginine to L-ornithine and urea. In addition to its fundamental role in the ornithine cycle, evidences show that Arginase 1 is a checkpoint amplifying type 2 inflammation. Th2 dominance associate with the liver fibrosis caused by Clonorchis sinensis (C. sinensis) infection, but the mechanism is not clear. IL-33, an alarmin released in response to tissue damage, always driven immune cascade leading to Th2 initiation. Our previous studies have shown that IL-33 is sustained releasing during C. sinensis infection. In this study, we will mainly learn the role of IL-33-induced Arg1 in the progression of liver fibrosis during C. sinensis infection. We will test the effect of specific arginase inhibitor, nor-NOHA, in C. sinensis infection and investigate the role of IL-33 in promoting Arg1 in immune cells during the infection.

Th2因子过度释放是引起华支睾吸虫感染后肝纤维化的重要因素，但引起该现象的机制尚不明确。精氨酸酶Ⅰ（Arginase 1，Arg1）是机体L-精氨酸代谢酶类，研究表明Arg1是机体放大Th2型级联反应的重要代谢分子。IL-33是组织细胞损伤后释放的细胞因子，是Th2型级联反应的始动因素之一。课题组前期研究表明华支睾吸虫感染后IL-33持续释放，但其是否以Arg1为靶点改变炎性细胞氨基酸代谢及能量代谢方向，从而放大Th2效应尚不清楚。本研究拟建立野生型及IL-33敲基因小鼠华支睾吸虫感染模型，利用特异性化学抑制剂干预Arg1作用探讨其对华支睾吸虫感染后组织损伤的影响，结合体外实验明确Arg1为华支睾吸虫感染过程中IL-33放大Th2效应的关键代谢调控点，为阐述华支睾吸虫致病机制开拓新的视角，也为华支睾吸虫所致肝纤维化的治疗提供新的潜在靶点。

华支睾吸虫病是一种严重的人畜共患寄生虫病，病人及感染动物通过食用生的或半熟的含有华支睾吸虫囊蚴的淡水鱼虾类而感染该病原体。幼虫一般经十二指肠逆行至肝外胆管，进入肝内胆管定居并发育成熟。虫体在胆管内的长期寄生可以致人和动物肝脏与胆囊的组织损伤及功能改变，出现胆管炎、胆结石、肝纤维化、肝硬化等，甚至诱发胆管癌。课题组前期检测华支睾吸虫病人血清发现，感染者血清中IL-33含量显著高于健康对照人群；动物实验表明在感染早期，肝脏IL-33持续释放，提示IL-33可能参与华支睾吸虫病的发生发展。本研究中借助野生型及IL-33敲基因（IL-33-/-）小鼠华支睾吸虫感染模型发现：与野生型（WT）小鼠相比，IL-33-/-小鼠华支睾吸虫感染后：肝脏2型固有淋巴细胞（ILC2）减少，TNF-α、IL-6、MCP-1 和 IL-4等细胞因子水平明显下降，肝组织纤维化水平显著降低。该结果证实：华支睾吸虫感染后，IL-33可通过促进Th2应答水平而促进肝脏组织纤维化的发生发展。有趣的是，实验过程中我们还发现：IL-33-/-小鼠和WT小鼠肠道菌群组成存在差异，而通过感染后同笼实验或抗生素干预改变菌群组成，可以部分逆转IL-33缺失导致的华支睾吸虫感染后的组织纤维化减轻。该结果提示：IL-33影响华支睾吸虫感染后组织纤维化的机制多样，除可通过诱导Th2应答参与该过程外，亦可通过影响菌肠道群组成从而参与肝脏组织纤维化的发生发展。近年来，越来越多的证据表明，肠道微生态可以影响或调节慢性肝、胆管疾病的发展，“肠一肝轴”学说已被应用到临床中肝病发病机制的研究及治疗中，但在不同疾病中的具体机制尚不明确。因此，华支睾吸虫感染后，肠道菌群发生改变的机制如何，以及IL-33是如何通过影响肠道菌群参与到华支睾吸虫病的发生发展中的，值得后续进一步探讨。