FoxO3a和FoxO4在大鼠应激性胃溃疡愈合中的作用机制研究

Our previous study has found the mRNA transcript level of FoxO3a and FoxO4 genes in gatric mucosa were upregulated after water immersion and restraint stress (WRS), and the specific mechanism needs further research. Thus, in the present project, we aim to investigate FoxO3a and FoxO4 proteins expression and phosphorylation in WRS-induced gastric ulcer rats, and the effects of these FoxOs proteins on gastric mucosal cell apoptosis. Also, we will screen the downstream target genes of FoxO3a and FoxO4 genes. Meanwhile, we will culture rat gastric mucosal epithelial cells (RGM1) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) in vitro and study the roles of FoxO3a and FoxO4 in gastric mucosal re-epithelization and angiogenesis. Moreover, we will study the mechanisms of NF-кb transcription factor regulating the mRNA expression of FoxO3a and FoxO4 genes through luciferase and CHIP assay. In addition, we study whether these FoxOs are regulated by IGF-1/PI3K/Akt pathway phosphorylation during the gastric ulcer development and healing. Together, the roles of FoxO3a and FoxO4 will be explained in gastric ulcer healing and analyze the feasibility of using them as new target molecules in treating gastric ulcer.

我们研究发现FoxO3a和FoxO4在大鼠应激性胃溃疡组织高表达，作用机制尚待研究。本项目拟建立水浸束缚应激(WRS)胃溃疡大鼠模型，研究FoxO3a和FoxO4蛋白表达和磷酸化规律以及在胃粘膜细胞凋亡中的作用，并筛选其下游靶基因；培养鼠胃粘膜上皮细胞(RGM1)和人脐静脉内皮细胞(HUVEC)，研究FoxO3a和FoxO4在溃疡组织再上皮化和血管发生中的作用；并通过萤光素酶报告实验和染色质免疫共沉淀的方法，研究胃溃疡中NF-кb转录因子调控FoxO3a和FoxO4基因表达的机制；另外，我们将对胃溃疡中FoxO3a和FoxO4是否受上游IGF-1/PI3K/Akt信号通路磷酸化调控进行验证。从而推断FoxO3a和FoxO4在大鼠应激性胃溃疡愈合中的作用机制，分析其作为胃溃疡治疗靶分子的可能性。

消化性溃疡病是临床的多发病，发病和转归机制有待研究。本项目通过水浸束缚应激(WRS)建立大鼠应激性胃溃疡的疾病模型，运用了2D蛋白组学联合质谱分析的方法筛选了WRS前后大鼠胃黏膜差异表达的蛋白，凝胶图像分析之后，共发现30个差异表达的蛋白，其中26个经MALDI TOF/TOF MS成功鉴定，分析这些蛋白发现，13个与能量代谢相关的蛋白如PK和CALR出现显著的上调；12个与蛋白质代谢和细胞死亡相关的蛋白如HBB2和K2C8T出现显著下调。根据GO富集分析显示，6个差异蛋白与分子伴侣结合相关，4个差异蛋白富集到糖酵解途径，初步分析了应激性胃溃疡发生发展的分子机制；IGF-1，PTEN，Akt和FoxO1通过各种途径参与雄性动物胚胎发育和新生阶段睾丸精子发生过程，本项目以WRS大鼠为动物模型，研究了WRS对雄性大鼠生殖机能的影响，并分析了IGF-1/PTEN/Akt/FoxO相关信号分子在其中的作用，结果发现WRS处理造成了大鼠睾丸精子的损伤，并导致睾丸组织细胞凋亡水平升高，而IGF-1/PTEN/Akt/FoxO信号通路在WRS大鼠睾丸组织中可能发挥了抗应激相关作用。活性氧在各种急性应激中都发挥重要作用，本项目检测了WRS胃溃疡胃黏膜组织中氧化损伤相关指标，分析了HO-1、Keap-1和Nrf-2等氧化应激相关蛋白的表达情况，从氧化损伤的角度分析了WRS胃溃疡的发病和转归机制，结果发现Keap1/Nrf2/HO-1信号通路可能在应激性胃溃疡中发挥了一定的抗应激作用；此外，本项目还紧密联系临床诊疗，收集了大量临床胃癌和胃溃疡的病理标本，进行了PD-L1 对胃癌预后的相关研究。本项目后期将围绕胃癌和胃溃疡疾病中FoxOs及氧化损伤相关蛋白的作用机制开展一系列体外实验，从而为临床预防和治疗胃溃疡疾病提供理论依据。