羟基红花黄色素A 促进小鼠躯干皮肤移植成活及免疫耐受机理

Organ transplantation is currently the effective method to treat end-stage organ failure. Ischemia-reperfusion injury and subsequent inflammation limit the graft preservation time and affect function recovery of the transplanted grafts. Various toxic complications from strong immuno-suppressive drugs prompt studies of transplantation tolerance. Organs, such as lung, small intestine, and skin, have short survival duration post transplantation in clinical works, only establish weak tolerant status in animal studies. Our published studies suggest activation of innate immunity may be one of the mechanisms. Our preliminary study showed that in a mouse syngeneic trunk skin transplantation model, the graft survival rate and quality is significantly improved after the grafts were processed in RPMI-1640 media containing hydroxysafflor yellow A (HSYA), which is extracted from Chinese traditional medicine herbs Carthamus tinctorius L. (Safflower). According to pharmacology and clinical study of HSYA, we hypothesize that HSYA may inhibit inflammation process through inhibition of innate immunity. We will further characterize the mechanisms of HSYA in the syngeneic mouse trunk skin transplantation model, and explore the possibility that HSYA may improve the outcome of tolerance induction and maintenance in mouse trunk skin allo-graft model. This project may result in the discovery of a new content functioning in organ preservation solution, and may disclose the mechanisms that some special organs hard to survive long in clinical transplantation and to form strong tolerant status in animal model studies.

器官移植是目前治疗器官终末期疾病之有效手段。器官保存及移植后缺血再灌注损伤、炎症反应等限制了器官保存时间并影响术后功能恢复。强效免疫抑制剂的严重并发症激发了移植耐受研究。临床移植实践中难以长期存活的器官，如肺、小肠、皮肤，在动物实验中也难以建立稳固移植耐受状态。我们既往研究提示固有免疫系统激活可能是一重要因素。我们前期研究提示，中药制剂羟基红花黄色素A（HSYA）可抑制固有免疫系统，并显著改善同系小鼠躯干皮片离体保存后移植成活率及成活质量。根据HSYA中西医药理，我们的科学假设是HSYA通过抑制固有免疫系统激活、降低炎症反应等机制改善皮片保存后的移植存活率及质量。我们将运用小鼠同系躯干皮肤移植模型进一步研究其机制及其促进同种异体躯干皮肤移植耐受的可能性及机理。本项目将为开发器官保存液新成分，改进保存方法奠定实验和理论基础，并有助于阐明特殊器官移植后难以长期存活及建立稳固移植耐受状态的机理。

器官移植是目前治疗器官终末期疾病之有效手段。器官保存及移植后缺血再灌注损伤、炎症反应等限制了器官保存时间并影响术后功能恢复。我们既往研究提示固有免疫系统激活可能是一重要因素，因此寻找/开发能够安全有效抑制固有免疫系统的药物将为一重要的研究方向。本项目以小鼠躯干皮肤移植为研究模型，深入研究了中药制剂羟基红花黄色素A（HSYA）在模型中药效，及其机理。研究结果提示：1.HSYA加入器官保存液中及在围手术期应用可有效降低移植物术后缺血再灌注所致炎症反应强度、及提高移植物存活质量，因此提示HSYA或可是器官保存液新成分的选择及围手术期应用；2.HSYA降低炎症反应的效果为通过降低固有免疫系统和适应性免疫系统的炎性反应程度；3.进一步信号通路的机理研究显示HSYA可抑制TLR2、TLR4、TLR7、TLR9等信号通路；但并不抑制TLR3信号通路。因此提示HSYA作用点/抑制点为TLR2、TLR4、TLR7、TLR9等信号通路中所共用的某一蛋白分子。应用前景方面，HSYA作为纯中药制剂，结构明确，临床已安全应用于治疗心脑血管梗塞性疾病多年，因此可进一步拓广其应用范围。本项目将为开发器官保存液新成分，改进保存方法奠定实验和理论基础；HSYA或可通过抑制多项固有免疫信号通路而临床应用于治疗涉及TLR1/2/4/5/6/7/8/9通路反应增强所致的炎性疾病（如自身免疫性疾病及其他炎性疾病）。本项目目前可能更重要的发现及意义在于：鉴于HSYA可抑制TLR7信号通路，提示HSYA或可运用于新冠肺炎的临床救治中，以将低炎症因子风暴的程度，因为TLR7受体为感知单链RNA病毒的主要受体，新冠病毒（COVID-19）和SARS等病毒均属于单链RNA病毒。本项目正继续探索寻找HSYA所抑制的信号通路中的共同蛋白分子，目前进展顺利。