IRF-8/IFN-γ对选择性自噬的影响及其在肺缺血再灌注损伤中作用机制的研究

Ischemia-Reperfusion injury is the important reason for respiratory failure after lung transplantation. IRF-8(Interferon regulatory factor 8) is the key molecule in innate immune system, which can regulate the expression of interferon. Autophagy is a metabolism pathway widely existed in eukaryotic cells. IRF-8 and autophagy both involve in the process of cell apoptosis and inflammation. There is no research report about the effects of IRF-8/IFN-γ on selective autophagy and its mechanism in lung ischemia-reperfusion injury. Firstly, in this project, we establish hypoxia reoxygenation model of alveolar epithelial and macrophagy cells, using adenovirus transfection method, to research the effects and mechanism of IRF-8/IFN-γ on selective autophagy, cell secretion, apoptosis and inflammation. Second, we use IRF-8 conditional knockout and transgenic rat to establish rat orthotopic lung transplantation model, and research the effects and mechanism of IRF-8/IFN-γ on selective autophagy and lung ischemia-reperfusion injury. By researching the effects of IRF-8 on selective autophagy, we try to clarify mechanism this gene in lung ischemia-reperfusion injury, which could be a new molecular target to prevention and treatment of lung ischemia-reperfusion injury.

缺血再灌注损伤是肺移植术后出现呼吸衰竭的重要原因。IRF-8是天然免疫信号网络中的关键分子，能够调节IFN分子表达，自噬是广泛存在于真核细胞内物质代谢通路；IRF8和自噬均参与细胞凋亡、炎症等生物过程。目前尚无关于IRF-8/IFN-γ对选择性自噬的调控及其在肺缺血再灌注损伤中作用机理的研究报道。一方面，本项目建立肺泡上皮细胞和巨噬细胞缺氧复氧模型，拟通过腺病毒转染，在细胞水平研究IRF-8对选择性自噬的作用及其对细胞分泌、凋亡、炎症的影响和可能分子机制；另一方面，运用IRF-8基因肺特异性敲除及转基因大鼠研究IRF-8对大鼠原位肺移植模型诱导的肺组织内细胞选择性自噬的影响及肺缺血再灌注损伤作用的分子机制，力图明确IRF-8在肺移植缺血再灌注损伤中的作用。本项目通过研究IRF-8对肺组织细胞选择性自噬的调控，阐明该基因对肺缺血再灌注损伤的根本机制，为肺缺血再灌注损伤的防治提供新的分子靶点。

肺移植是有效治疗终末期肺部疾病的唯一手段，而有效控制缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury，IRI)是影响肺移植成功的关键。寻找有效预防和治疗肺IRI措施，对提高肺移植成功率及移植后远期生存率，具有重要的临床意义。在肺缺血再灌注过程中由干扰素调节因子8（IRF8）介导的免疫反应与自噬调控的炎性损伤共同参与肺组织的病理损伤链级反应。我们建立了小鼠肺泡巨噬细胞缺氧复氧模型，构建了稳定过表达和低表达IRF8、PINK1的肺泡巨噬细胞系,构建大大鼠原位肺移植缺血再灌注损伤模型。细胞缺氧复氧模型中研究IRF-8对细胞选择性自噬的作用及其对肺泡上皮细胞和巨噬细胞分泌、凋亡、炎症的影响；细胞缺氧复氧模型中研究PINK1对细胞选择性自噬的作用及其对肺泡上皮细胞和巨噬细胞分泌、凋亡、炎症的影响；研究低表达IRF-8是否是通过抑制PINK1来实现促进自噬、抑制细胞缺氧复氧早期炎症损伤；探讨给予自噬抑制剂和激活剂对大鼠原位肺移植缺血再灌注损伤的影响及作用机制。细胞模型和动物模型中发现，IRF8抑制后PINK1表达降低，肺泡巨噬细胞增殖率升高，IRF8低表达后促炎因子LDH、TNF-α、IL-1β、IL-6表达降低，抗炎因子IL-10表达升高；而PINK1过表达肺泡巨噬细胞增殖率降低，促炎因子LDH、TNF-α、IL-1β、IL-6表达升高，抗炎因子IL-10表达降低。自噬激活剂雷帕霉素抑制了大鼠肺移植缺血再灌注损伤中炎症因子的释放。研究结果表明，IRF8与PINK1介导的线粒体自噬之间存在密切的联系，并且二者参与肺移植缺血再灌注损伤的调控过程，IRF8低表达抑制了肺泡巨噬细胞缺氧复氧过程中炎症因子的释放，这一过程与PINK1调控的线粒体自噬存在联系。在动物实验中，进一步证明了自噬激活剂雷帕霉素参与肺移植缺血再灌注损伤的调控。