PGRN通过IRF1/TypeⅠIFN途径在脓毒症中发挥免疫保护作用的机制研究

Sepsis is a major cause of death in infected patients. The pathogenesis of sepsis is not yet fully understood. Our previous study showed that PGRN has a significant protective effect on septic mice, and its protective effect requires the participation of macrophages. Recently, we observed that expression of IRF1 in PGRN-/- mice was reduced by about 100-fold during sepsis through gene chip profiling. Then we further found that TypeⅠIFN was also significantly reduced in sepsis PGRN-/- mice. In addition, studies have shown that administration of IFN-α or IFN-β can reverse the immune paralysis of macrophages and increase the antimicrobial capacity of septic mice. Therefore, we hypothesize that PGRN may play a protective role in promoting the antimicrobial activity of macrophages by regulating the expression of IRF1/IFN-α/β during sepsis. This study intends to clarify the molecular mechanism of PGRN regulating the expression of IRF1/TypeⅠIFN during sepsis on the basis of the previous studies by molecular biology methods, and then to further explore the role of TypeⅠIFN (IFN-α/β) in participating in the mechanism of PGRN-mediated immune protection through regulating the function of key immune cells(macrophages). This study can provide new ideas for the pathogenesis of sepsis and treatment strategies.

脓毒症是导致感染患者死亡的主要原因，其致病机制尚不清楚。本课题组前期研究发现PGRN对脓毒症小鼠具有显著保护作用，且其保护作用需要巨噬细胞的参与。经表达谱芯片分析发现脓毒症时PGRN-/-小鼠IRF1的mRNA表达水平降低约100倍，进一步发现脓毒症PGRN-/-小鼠IFN-α和IFN-β蛋白表达也显著降低。而有研究显示给予rIFN-α或rIFN-β可逆转巨噬细胞的免疫麻痹，提高脓毒症小鼠的抗菌能力。因此，我们推测脓毒症期间PGRN可通过调控IRF1/IFN-α/β的表达促进巨噬细胞抗菌功能而发挥免疫保护作用。本研究拟通过分子生物学方法探索PGRN调控IRF1/IFN-α/β表达的分子机制，并进一步通过动物实验和体外细胞实验阐明PGRN通过IRF1/IFN-α/β途径在脓毒症中发挥免疫保护作用的机制，为脓毒症致病机制及治疗策略研究提供新思路。

脓毒症致病机制复杂，涉及严重的全身炎症反应失调及其免疫功能紊乱引起的多器官功能障碍，死亡率高。关于脓毒症过程中的免疫调节紊乱的机制探索和阐明对脓毒症诊疗新策略的提出是重要的理论基础。前期我们发现PGRN在脓毒症中的重要作用后，为进一步探索了其在脓毒症期间调控IRF1的机制，提出本研究，并初步阐明了PGRN调节IRF1的机制。期间，我们筛选到一个在脓毒症中发挥重要作用的新分子Prokineticin2（PK2），由于其在脓毒症中的关键免疫调节作用，我们在第二年和第三年的进展中将该研究纳入其中，在原有研究的基础上，将主要研究内容调整为PK2相关免疫机制研究。我们首次发现并阐明了PK2在脓毒症中的免疫调节作用及机制：①临床脓毒症患者体内PK2水平较对照组显著降低，降低程度与脓毒症严重程度密切相关，甚至与患者死亡风险密切相关。提示其作为新型诊断标志物在脓毒症诊断和预后判断中的重要价值。②考虑到脓毒症患者病情加重可能与PK2不足密切相关。随后经动物实验发现，回补重组PK2蛋白（rPK）可显著增强宿主的抗感染天然免疫应答，减轻多器官损伤，显著提高脓毒症小鼠的生存率，说明PK2在脓毒症期间发挥了重要保护作用。进一步我们购买了PK2基因敲除小鼠（PK2+/-，杂合子，纯合不育），发现PK2+/-小鼠对脓毒症极度易感，生存率较WT小鼠显著降低，而rPK2对脓毒症WT小鼠和脓毒症PK2+/-小鼠均有显著的治疗作用。提示其作为新药的潜在临床价值。③阐明了PK2对免疫细胞功能的调控机制，即PK2通过 PK2-PKR1-STAT3 途径调控巨噬细胞的吞噬功能而增强宿主的抗感染天然免疫应答。关于PK2在脓毒症诊疗中的重要作用，相关发明专利被国家知识产权局优先审查并快速授权，临床转化已在进行中。我们研究为脓毒症的致病机制提供了有价值的实验证据，也为脓毒症的临床诊疗提供了新策略。