特异性调控炎症始动受体介导caspase凋亡通路与急性胰腺炎

重症急性胰腺炎(SAP)发病率逐年上升,病死率仍居高不下，是世界范围内的医学难题。急性胰腺炎(AP)的严重程度与胰腺细胞凋亡相关，干扰胰腺细胞凋亡与坏死将影响胰腺炎性损伤程度。然而，决定AP凋亡与坏死取向，及AP由轻症向重症转化的病理基础不明。我们基于前期发现:Toll样受体4(TLR4)作为炎反应链始动蛋白，其缺失株与野生株小鼠在诱导AP后，胰腺细胞凋亡存在显著差异，提出TLR4介导的凋亡通路可能参与AP中以凋亡－坏死为特点的整个炎性病理过程。本课题以TLR4引发炎症与介导凋亡的双重作用为切入点，基于活体、离体研究平台，应用天然基因缺陷动物，基因表达沉默及转染技术，对胰腺组织、血管内皮及血中性粒细胞、肠粘膜屏障等组织的TLR4介导Caspase凋亡信号通路进行特异性缺失、抑制及过表达调控研究，结果为揭示AP发病的始动因子、AP由水肿向坏死转化的扳机点、以及SAP细菌入侵机制提供依据。

重症急性胰腺炎(SAP)病死率仍居高不下，是世界范围内的医学难题。急性胰腺炎(AP)的严重程度与胰腺细胞凋亡相关，干扰胰腺细胞凋亡与坏死将影响胰腺炎性损伤程度。我们前期发现:Toll样受体4(TLR4)基因缺失小鼠在诱导AP后，与野生株相比，胰腺细胞凋亡存在显著差异，提示TLR4介导的凋亡通路可能参与AP以凋亡－坏死为特点的炎性病理过程。本课题以TLR4引发炎症与介导凋亡双重作用为切入点，探讨胰腺组织及细胞中，TLR4炎症通路关键分子与凋亡相关基因的表达及规律；胰腺诱导炎症后组织细胞凋亡的超微结构、病理等形态学改变，结果发现：①雨蛙素诱导胰腺腺泡细胞AR42J炎症引发细胞凋亡、坏死、NF-κB的激活以及HSPA5、凋亡效应分子caspase 3和RIPK1基因表达，且此改变具有剂量和时间依赖性。② HSPA5高表达促进NF-κB的激活，抑制细胞凋亡，过表达RIPK1抑制NF-κB的激活，促进细胞凋亡和坏死。③雨蛙素诱导AR42J细胞在早期即产生内质网应激，电镜可见细胞线粒体和内质网超微结构改变； HSPA5及RIPK1的表达上调，内质网应激发挥保护作用，减少NF-κB的激活，引发细胞凋亡。④在诱导胰腺炎模型后，TLR4缺失鼠株小肠上皮凋亡细胞较野生株增多； TLR4缺失株肠道组织凋亡相关基因caspase表达较野生株增强；肠道继发感染可加强缺失鼠株凋亡基因表达，以内源性凋亡通路为主。⑤在AP过程中，TLR4缺失肠组织凋亡抑制基因BCL-2及促凋亡基因BAX均呈逐渐下调趋势，且均较野生株低；而继发感染模型中，TLR4缺失株肠组织BCL-2、BAX逐渐上调，提示LPS可促进BCL-2与BAX的表达。⑥在TLR4野生与缺失鼠株中诱导坏死性小肠结肠炎（NEC），与野生株相比，TLR4缺失鼠株肠道炎症较轻，但凋亡细胞数增加；炎症效应分子ReLA/p65，凋亡分子caspase8 下调，而 caspase 9上调。提示TLR4介导了NEC中的炎症-凋亡通路，且该通路主要是通过caspase 8实现的。本项目结果通过细胞及动物实验，揭示了TLR4介导的炎症凋亡通路关键分子在AP、AP继发感染、NEC中的作用并探讨其潜在调控机制，为TLR4与炎症的相关研究提供了新的实验依据，为相关疾病的预防及治疗提供新的借鉴。