缺陷性自噬介导miR-103/NLRP3/CaMKⅡ轴对急性胰腺炎腺泡细胞necroptosis的调节作用及机制研究

Pancreatic acinar cell necrosis can lead to strongly local and systemic inflammation during acute pancreatitis (AP) which will aggravate its progression. Necrosis is commonly regarded as an unregulated and passive cell death mode so as not to be intervened effectively. Necroptosis is a new cell death mode which is actively controlled by special genes as well as possesses classical morphological feature of necrosis. Our previous data proved that necroptosis might provide a potential and effective way to regulate inflammation in AP, however, the function changes still need to be explored deeply. Although defective autophagy is the early event in acinar cell during AP which can aggravate the activation of pancreatic enzymes, its modulating effect on acinar necroptosis and the potential mechanism are uncertain. Our project will certify the following hypothesizes by both in vivo and in vitro experiments focusing on ATG5:①defective autophagy can aggravate local and systemic inflammation and related function changes by promoting acinar cell necroptosis in AP;②miR-103/NLRP3/ CaMKⅡ axis over-activation induced by ATG5 is the mechanism for the above events. This study will provide a new method for the comprehension of pathogenesis and treatment of AP.

腺泡细胞坏死可导致急性胰腺炎（AP）局部和系统强烈的炎症反应，遂成为其病程演进的促进因素。坏死通常被认为是细胞不可调控、被动的死亡过程而无法有效干预。程序性坏死（necroptosis）是新型的细胞死亡方式，既受特殊基因主动调控，又具有坏死典型的形态学特征。我们前期证实AP腺泡细胞necroptosis可为有效调控炎症损伤提供潜在途径，但功能学改变尚不明确。缺陷性自噬是AP腺泡细胞内的早期事件，可加重胰酶异常激活，但对细胞necroptosis的调节作用及分子机制仍未阐明。本研究以自噬相关基因ATG5为切入点，拟通过体内、体外实验以下假设：①缺陷性自噬可通过促进AP腺泡细胞necroptosis的发生加重胰腺局部、系统炎症损伤和相关功能学改变；②ATG5介导miR-103/NLRP3/CaMKⅡ轴的过度激活是缺陷性自噬发挥上述生物学效应的机制。本研究将为AP发病机制的理解和治疗提供新思路。

急性胰腺炎（AP）是临床常见的急腹症，病程凶险、治疗棘手，并发症发生率高。胰腺腺泡细胞坏死可引发局部及系统强烈的炎症损伤，从而促进AP病程的发生、发展。程序性坏死（necroptosis）是细胞新型的可调节性死亡方式，既受相关基因主动调控，又具有典型坏死的形态学特征，并已被证实是AP早期调控腺泡细胞炎症损伤的潜在靶点，但功能学改变尚不明确。缺陷性自噬是AP发病胰腺腺泡细胞内的早期事件，在我们已结题的国家自然科学基金面上项目（81370565）的研究中已被验证是导致胰腺组织局部炎症扩大化的关键因素，但其对腺泡细胞necroptosis的调节作用及分子机制仍未阐明。.本课题历时4年，以牛黄胆酸钠刺激大鼠胰腺腺泡细胞系AR42J细胞建立体外AP腺泡细胞模型，同时以牛黄胆酸钠胰胆管逆行注射法建立大鼠AP模型，通过离体、在体实验，从细胞水平和整体水平探讨了缺陷性自噬通过调控腺泡细胞necroptosis对其炎症损伤及病程的影响和作用机制。现项目已按预期计划顺利完成了各项实验内容的研究，得到如下结论：1）应用牛黄胆酸钠分别成功构建胰腺腺泡细胞系AR42J细胞及大鼠AP模型，通过离体、在体实验验证AP时，ATG7调控的缺陷性自噬、necroptosis及CAMKⅡ在胰腺腺泡细胞内表达均显著升高。AP大鼠胰腺组织microRNA芯片检测结果显示，miR- 30b-5p表达明显下调，且对CAMKⅡ具有靶向负调控的作用；2）利用ATG7基因沉默与过表达的AR42J细胞及大鼠构建AP模型，离体、在体实验结果显示，ATG7调控的缺陷性自噬可明显促进腺泡细胞necroptosis的表达以及钙超载、氧化应激和炎症损伤的严重程度；3）ATG7/miR-30b-5p/CAMKⅡ轴的激活是AP时缺陷性自噬调控胰腺腺泡细胞necroptosis发生的生物学机制；4）AP时，胰腺腺泡细胞内RIPK1/NF-κB/AQP8轴激活可促进腺泡细胞necroptosis的发生，从而加重胰腺局部和系统的炎症损伤。本项目的顺利完成将为AP发病机制的理解和治疗提供新的思路和途径，并为提高AP的临床疗效提供理论基础和实验依据。