Y染色体性别决定区域基因SRY介导肝脏缺血再灌注损伤的机制研究

Hepatic ischemia reperfusion injury (IRI) is an important cause of hepatic failure after operation. Considerable researches show that there is a significant gender differences in the liver ischemia/reperfusion injury, which manifests that the female are more tolerant to liver ischemia reperfusion injury than the male. Previously, we conformed that Sex-determination region on Y chromosome (SRY) is a potential oncogene accounting for gender disparity of HCC. Thus, we speculated that SRY plays an important role in the development of male liver ischemia/reperfusion injury, which might account for gender differences of the liver ischemia/reperfusion injury. The prelimary data showed that SRY expression was up-regulated in male mice liver and serum after liver ischemia/reperfusion injury and it does not express in female liver. In addition, transgenic animal model revealed that liver-specific overexpression of SRY exacerbated liver ischemia/reperfusion injury. Experiment in vitro showed that recombinant protein SRY could active Kupffer cells and up-regulate the expression of Toll like receptor 4 (TLR4). In this project, we would apply transgenic animal model together with in vitro study and clinical research, to further investigate the SRY which expressed and secreted by hepatocytes under the condition of ischemia/reperfusion via TLR4 triggering pro-inflammatory signaling pathways, and enhancing the production of inflammatory cytokine, all of which lead to sex-specific hepatocyte ischemia/reperfusion injury.

肝缺血再灌注损伤（IRI）是导致术后肝功能衰竭的重要原因。大量研究报道肝IRI存在明显的性别差异，表现为男性较女性损伤更为显著，但具体机制尚不清楚。项目组前期研究发现Y染色体性别决定区域基因SRY是介导男性肝癌发生的重要原因，由此进一步推测：SRY可能是介导男性肝IRI的重要因子。我们的前期结果显示：SRY蛋白在雄鼠肝I/R后的肝组织及外周血中显著上调，而在雌鼠中不表达，肝脏特异性过表达SRY可加重小鼠肝IRI，体外实验表明SRY蛋白可激活库否细胞并上调TLR4的表达。基于此，本项目拟应用已有肝脏特异性SRY转基因小鼠，结合体外实验及临床研究，深入探讨肝I/R后激活的SRY蛋白在肝IRI中的作用及其具体分子机制：SRY蛋白在肝细胞低氧刺激下高表达并分泌至胞外，作为一种雄性特有的内源性危险信号，通过识别库否细胞表面TLR4，促发下游系列炎症反应，从而介导性别特异性肝IRI的发生。

肝脏缺血再灌注损伤(ischemia and reperfusion injury，IRI)是肝切术后肝功能衰竭、移植物早期失功能、急性或慢性排斥的重要危险因素。因此，寻找肝IRI的危险因素，探索肝IRI发生的具体机制，采取有针对性的干预措施，对提高生存率至关重要。研究报道肝IRI存在明显的性别差异，但具体机制尚不清楚。研究者所在课题组已经证实Y染色体上的性别决定基因（Sex-determination region on Y chromosome, SRY）是介导男性肝癌发生的重要原因，本项目结合临床研究及体外实验，深入探讨肝I/R后上调的SRY蛋白在肝IRI中的作用及其分子机制。.研究结果：1.临床肝切除病例分析显示，男性患者术后并发症、死亡率及肝功能衰竭发生率显著高于女性。野生雌性（WT♀）及雄性（WT♂）小鼠构建肝IRI模型，证实雌鼠较雄鼠对肝IRI具有更强的耐受性。2. 在WT♂小鼠中，相对于假手术组，I/R后3h、6h、12h及24h的小鼠肝脏SRY 蛋白表达水平显著上调，其中在I/R12h时间点SRY蛋白表达上调最为显著。3. 分别对WT♂小鼠及SRY-TG♂小鼠，WT♀小鼠及SRY-TG ♀小鼠构建肝I/R12h 模型，形态学观察及肝功能检测显示SRY过表达显著加重肝IRI。同时，SRY蛋白过表达促进小鼠的炎症反应、氧化应激及细胞凋亡水平。4. SRY-TG♂小鼠中β-catenin表达水平较WT♂小鼠显著下降；β-catenin下游信号通路中的P65，TLR4的上调促进了炎症反应，FOXO蛋白表达下调促进氧化应激。5. LiCl激活SRY-TG♂小鼠的β-catenin信号通路，减轻炎症反应、氧化应激及细胞凋亡，从而逆转SRY介导的肝IRI。.结论：1. 本研究结合临床研究及动物实验明确肝IRI性别差异这一特征，女性/雌性比男性/雄性对肝IRI具有更强的耐受性。2. 雄性肝I/R后SRY蛋白在肝细胞中表达上调，SRY在小鼠肝脏中的获得性表达均可促进肝IRI，SRY在肝IRI中发挥了重要的作用，可能是介导肝IRI性别差异的重要因子。3. SRY通过抑制肝I/R中重要的保护因子β-catenin，进而促进肝脏炎症反应、氧化应激及细胞凋亡，介导肝IRI。LiCL作为Wnt/β-catenin 信号通路激活剂，可能是保护男性肝IRI的一种有效方法。