TRPM2调控巨噬细胞自噬对脓毒症的保护作用及其机制

Sepsis is the leading cause of death for patients in the ICU, and its pathogenesis remains unclear. As an important component of innate immunity, monocyte/macrophage plays a key role in anti-infectious immune and inflammatory modulation during sepsis. Recent studies reported that transient receptor potential melastatin 2 (TRPM2) have impact on the activity of monocyte/macrophage. Our previous study found that TRPM2 functioned in controlling intracellular bacterial proliferation through regulating the expression level of heme oxygenase (HO)-1 in macrophages, thus having a protective role in sepsis. HO-1 has been demonstrated to have a critical role in autophagy. Moreover, autophagy is important for enhancing intracellular bactericidal activity and regulating inflammation in macrophages. Our preliminary experiments also found that LPS-induced TRPM2 KO macrophages and TRPM2 KO septic mice had decreased autophagy level. Using TRPM2 KO mice and gene recombination technologies, the current project will investigate that TRPM2 will affect macrophage function via inducing autophagy, and elaborate the mechanisms for TRPM2 controlled HO-1 expression and autophagy forming. Furthermore, this project will confirm the important role of autophagy in TRPM2-initiated protection against sepsis. The findings of this project will clarify the mechanism of protective role of TRPM2 in sepsis, and explore new therapeutic target for sepsis.

脓毒症是ICU病人死亡的首要原因，发病机制尚未完全明确。单核/巨噬细胞作为机体固有免疫的重要组分，在脓毒症抗感染免疫和炎症调控中发挥非常重要的作用。瞬时受体电位通道M2（TRPM2）对单核/巨噬细胞的功能有重要影响。我们的前期工作发现，TRPM2通过调节巨噬细胞HO-1的表达控制细菌繁殖，从而对脓毒症产生保护作用。研究证实，HO-1对巨噬细胞自噬形成有重要作用，而自噬对巨噬细胞杀菌和炎症调控有重要作用。我们的研究初步发现，TRPM2 KO 脓毒症小鼠和脂多糖刺激的TRPM2 KO巨噬细胞自噬形成明显减少。本项目将在此基础上，利用基因敲除模型和基因重组等手段，进一步研究TRPM2通过自噬促进巨噬细胞的免疫功能，探讨TRPM2调控HO-1表达和自噬形成的分子机制，并在体验证自噬在TRPM2对脓毒症小鼠保护作用中的重要性，从而阐明TRPM2对脓毒症保护作用的机制，探索脓毒症免疫防治的新靶标。

脓毒症是ICU病人死亡的首要原因，发病机制尚未完全明确，因而死亡率居高不下。单核/巨噬细胞是机体固有免疫的第一道防线。细菌等病原微生物入侵机体后，巨噬细胞首先吞噬细菌，形成吞噬体，吞噬体和内体融合后，再与溶酶体融合并将细菌降解，从而在脓毒症抗感染免疫中发挥至关重要的作用。瞬时受体电位通道M2（Transient Receptor Potential Melastatin 2, TRPM2）是广泛存在于全身组织器官的一种非选择性Ca2+通道。我们的前期研究发现，盲肠结扎穿孔诱导脓毒症后，TRPM2-/-小鼠细菌负荷加重、死亡率增加，与其巨噬细胞的杀菌活性受损密切相关，但其机制尚不明确。本项目采用基因敲除模型和细胞器分离、激光共聚焦和过继回输等技术手段，在整体、细胞、分子水平上探讨了脓毒症过程中TRPM2 通过调控巨噬细胞吞噬体成熟介导其杀菌作用及分子机制：①证实TRPM2基因缺失消弱巨噬细胞对E. coli的清除，恶化E. coli腹腔感染脓毒症模型的预后；②明确TRPM2基因缺失通过降低Rab5 与EEA-1 的相互作用减少吞噬体的成熟，从而阻碍吞噬体与溶酶体的融合，影响巨噬细胞杀菌功能的分子机制；③发现离子霉素处理能提高TRPM2 基因缺失巨噬细胞内Ca2+浓度，增强Rab5 和EEA-1 的相互作用，促进吞噬体和溶酶体融合；过继回输离子霉素处理的TRPM2 基因缺失巨噬细胞能改善E. coli 腹腔感染脓毒症模型的生存率，降低腹腔细菌负荷。本项目不仅阐明了TRPM2在脓毒症巨噬细胞杀菌中的重要作用和机制，而且发现了脓毒症防治的新靶标，为脓毒症免疫治疗提供新途径。本项目发表论文2 篇（其中麻醉学领域TOP期刊1篇）；依托于本项目，获批国家发明专利1项；培养博士研究生和硕士研究生各1名；在国际学术会议作壁报交流2次；项目内容获浙江省医药卫生科技奖特等奖。