长链非编码RNA HOTAIR在肝脏缺血再灌注损伤发病过程中的作用机制研究

Liver ischemia-reperfusion injury (IRI) remains one of the most common and difficult problems in liver resection surgery and liver transplantation, which limits the widespread applications of marginal liver donors. Macrophages, as an important marker for immune-mediated inflammation, have significant impact on liver IRI. Our previous results showed that peritoneal macrophages and liver Kupffer cells during mouse liver IRI model express high level of long-chain non-coding RNA HOTAIR and demonstrated that HOTAIR can significantly promote peritoneal macrophages and Liver Kupffer cells polarized to M1. Therefore, we hypothesized that long-chain non-coding RNA HOTAIR in peritoneal macrophages and liver Kupffer cells could bind to miR-152-3p through ceRNA and then regulate the expression of mTOR signaling to activate and promote them to M1 polarization. We plan to use mouse liver IRI model and other ways to identify the functions and specific molecular mechanism of HOTAIR both in vitro and in vivo. These findings may develop novel strategies for treating IRI after liver transplantation.

肝脏缺血再灌注损伤（IRI）是仍然是肝切除术和肝移植中最常见也是最难于治疗的问题之一，尤其限制了边缘性供肝的广泛应用。巨噬细胞作为免疫介导的炎症调控的重要工具，严重影响着肝脏缺血再灌注损伤。我们前期研究结果表明，小鼠肝脏缺血再灌注损伤模型的腹腔巨噬细胞以及肝脏Kupffer细胞表达高水平的长链非编码RNA HOTAIR，并证明了HOTAIR作为调节因子可以显著促进腹腔巨噬细胞以及肝脏Kupffer细胞向M1型极化方向发展。由此我们推测：腹腔巨噬细胞及肝脏Kupffer细胞中的长链非编码RNA HOTAIR通过ceRNA方式结合miR-152-3p并靶向调控mTOR信号通路控分子的表达，从而活化并促使他们向M1型的极化方向发展。本课题拟采用小鼠肝脏缺血再灌注损伤模型等方式对HOTAIR的体内外功能以及具体分子机理进行研究，从而对肝脏缺血再灌注损伤疾病的机制及防治研究开拓新思路。

近年来，肝移植技术在临床上广泛开展，器官获取和保存技术也取得了长足的进步，而肝脏缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury, IRI）仍然是最难解决的问题，也是导致肝移植失败的主要原因之一。巨噬细胞作为免疫介导的炎症调控的重要工具，在肝脏缺血再灌注损伤中发挥重要作用。在最近几年，非编码RNA (non-coding RNA)成为基因组中调控基因表达的研究新热点。虽然lncRNA已经证实在肾脏、心肌等缺血性损伤中都有一定作用，但是在肝IRI损伤的作用研究甚少。前期通过分离脂肪肝小鼠腹腔巨噬细胞以及小鼠肝脏原代Kupffer细胞，干扰或者过表达HOTAIR后用LPS刺激，检测发现，降低HOTAIR的表达后，能够明显抑制LPS 诱导的M1型极化相关基因（TNF-α、IL-6和IL-1β）的表达水平，而促进M2型巨噬细胞极化相关基因（IL-10和Arg-1）的表达水平，而过表达HOTAIR则抑制M2型巨噬细胞极化相关基因（IL-10和Arg-1）的表达水平，促进M1型极化相关基因（TNF-α、IL-6和IL-1β）的表达水平。随后我们研究小组进一步研究发现HOTAIR参与调控多个miRNA的表达水平，其中miR-152-3p其表达水平明显上调，通过结合生物信息学分析发现HOTAIR存在着miR-152-3p结合吸附位点，研究结果发现长链非编码RNA-HOTAIR通过通过ceRNA方式结合miR-152-3p并靶向调控NLRP3炎症小体活化进而调控小鼠腹腔巨噬细胞以及肝脏Kupffer细胞功能活性。我们进一步利用腺相关病毒AAV来构建HOTAIR的敲除病毒和过表达病毒，并转染到小鼠体内，进行肝IRI模型构建，结果发现敲除HOTAIR可以减轻肝脏损伤，而过表达HOTAIR则加重肝脏IRI损伤。本研究阐明HOTAIR调控巨噬细胞和肝脏Kupffer细胞功能活性的分子机理，以及其在肝脏缺血再灌注损伤疾病发生发展中的作用，从而为了解肝脏缺血再灌注损伤的发生机理﹑发现新的药物靶点打下基础。