奥曲肽调节HMGB1对肝缺血再灌注损伤的影响及机理研究

Our previous studies have shown that octreotide can protect the liver against hepatic ischemia reperfusion injury (HIRI). And further experiments show that octreotide modulates the expression and distribution of HMGB1 in hepatocytes after HIRI. Combining the information of HMGB1 about damage mechanism and functions in HIRI, we think that octreotide protects hepatocytes from HIRI by modulating HMGB1 post-transcriptionally and then affecting the regulated necrosis in hepatocytes. Here we will firstly figure out whether HMGB1 is the key target of octreotide during HIRI;Secondly, we will detect what are the upstream molecules（Ca2+/CaMKIV、PTP、cAMP）and downstream molecules of HMGB1 in the signal pathways of octreotide during HIRI. Additionally, based on the octreotide＠MSN(mesoporous silica nanoparticles) that have been fabricated, we will also detect whether it can deliver more loaded octreotide to injuried hepatocytes during HIRI and increase the protective effects of octreotide in HIRI.These data will provide useful information for the prevention of HIRI and promote the rapid development of nanocarriers-based drug cargo delivery system from basic reserach to clinical application.

我们在前期工作中发现奥曲肽对肝缺血再灌注损伤（HIRI)具有保护作用，进一步预试验发现奥曲肽影响了HIRI中肝细胞HMGB1的表达分布。结合以往报道的HMGB1作用机制，及其在HIRI中的作用，我们推测：HIRI条件下奥曲肽通过调节HMGB1转录后修饰，从而影响调节性坏死，最终影响肝细胞的存活。为此，本项目将首先检测HMGB1是否为奥曲肽在HIRI中发挥保护作用的关键分子；其次，研究奥曲肽调节HMGB1发挥保护作用的上游机制（Ca2+/CaMKIV、PTP、cAMP）和下游机制（调节性坏死通路）；此外，我们已经构建了奥曲肽＠介孔硅纳米颗粒（奥曲肽＠MSN），将探索奥曲肽＠MSN是否能增加负载的奥曲肽在HIRI后受损肝组织中的释放，更好地发挥HIRI保护作用。项目的实施将对临床HIRI的防治带来极其深远的影响，而且将极快推动纳米载药体系药物释放从基础到临床的飞速发展，具有广阔的应用前景。

中文摘要：（背景）肝脏缺血再灌注损伤是肝移植、肝叶段切除术后并发症及死亡率增高的主要原因，如何减轻HIRI仍然是临床手术和麻醉工作中面临的一大难题。HIRI引起细胞死亡的途径主要包括：细胞坏死、凋亡、焦亡和自噬，而后三种细胞死亡方式即“调节性坏死”途径是减轻HIRI的关键。HMGB1是HIRI早期炎症和损伤的信号介质，是联系缺血导致细胞直接损伤和随后炎症诱发的继发性损伤的关键分子。奥曲肽是一种人工合成的人生长抑素八肽类似物，我们前期研究发现奥曲肽预处理HIRI显著减少了肝细胞胞浆中HMGB1的表达，对肝脏有保护作用。（主要研究）发现：1、奥曲肽预处理对肝脏缺血再灌注后肝损伤具有保护作用，其机制可能与上调HO-1表达、增强自噬有关；2、奥曲肽预处理对肝脏缺血再灌注后肾损伤有保护作用，其机制可能与下调Akt/mTOR/p70S6K信号通路增强自噬、减少凋亡有关；3、与湖南大学合作成功合成了凋亡相关的表面增强拉曼效应caspase3纳米探针以及检测HO-1的上转换CO纳米探针；4、奥曲肽可以通过调节细胞内HMGB1核浆移动减少下游RIP1和RIP3活化减轻肝损伤；同时发现奥曲肽还可通过抑制CHOP、caspase11减少胞浆HMGB1的表达，促进细胞焦亡，进而保护肝细胞的作用。然而，由于奥曲肽分子量较大，介孔硅纳米颗粒无法包裹奥曲肽，而同样具有保护作用的依达拉奉却可以成功包裹，我们进一步发现其对大鼠肝HIRI有明显的保护作用，其机制是通过调节CaMKIV抑制HMGB1的释放；且依达拉奉介孔硅纳米颗粒在大鼠体内具有良好的响应性，更多的机制有待于进一步证实。（科学意义）发现了奥曲肽可以通过调节细胞凋亡、自噬等机制发挥肝脏缺血再灌注损伤后肝肾保护作用以及介孔硅纳米颗粒包裹依达拉奉对HIRI保护作用的机制，并且推动纳米载药体系药物释放和纳米探针检测从基础到临床的飞速发展。