IL-22在药物性肝损中抑制氧应激诱导的炎症反应发挥肝保护效应的作用及机制研究

Drug-induced liver injury (DILI) has seriously threatened the clinical drug safe administration. Release of inflammatory cytokine mediates the DILI development. Our previous findings showed that IL-22 plays a hepato-protective effect in DILI patients. However the mechanism of protection is still unknown. Recent studies demonstrate that oxidative stress is important in DILI onset, and has the cross-reaction with cytokine induction. Latest studies reported that IL-22 protects the organ via inhibition of oxidative stress, and STAT3 signal transduction plays a central role in the IL-22 protective effect. Thus, we speculate IL-22 might suppress oxidative stress by STAT3 activation leading to inhibit the inflammatory cytokine production and release, which protects liver from injury. In this study, IL-22 transgenic mice, IL-22 gene knock-out mice and liver-specific STAT3 gene knock-out mice will be used to establish drug-induced liver injury model, to investigate the relationship between IL-22, oxidative stress and inflammatory reaction, finally elucidate the therapeutic effect and its related mechanism of IL-22 in suppression of oxidative stress mediated inflammatory reaction.

药物性肝损伤（DILI）严重威胁患者用药安全，炎性细胞因子的释放介导了DILI发生。我们前期研究发现IL-22对DILI具有肝保护效应，但具体保护机制尚不完全明了。近来的研究发现氧应激在DILI发生中具有重要作用，并与促炎症因子产生交互作用。最新研究报道IL-22可抑制氧应激保护靶器官，STAT3等信号通路在IL-22保护效应中起关键作用，并且活化的STAT3对氧应激调控至关重要。据此，我们推断IL-22除了其经典的直接抑制炎性反应效应外，还可能通过激活STAT3抑制氧应激，进而减少氧应激所介导的炎性因子产生和释放，发挥其保护作用。本课题拟通过IL-22转基因、IL-22基因敲除、肝脏特异性STAT3基因敲除小鼠等制备的药物性肝损伤模型，了解IL-22、氧应激及炎性反应间的关联性，并最终明确IL-22抑制氧应激介导的炎性反应在保护药物性肝损伤中的治疗作用及相关机制。

药物性肝损伤发病人数日益增多，严重威胁人类健康，备受临床关注。本课题组前期研究发现IL-22对DILI具有保护效应，但具体机制尚不完全明了。新近有研究报道自噬在减轻肝损伤中发挥十分重要的作用。本课题旨在探讨对乙酰氨基酚（APAP）介导的药物性肝损伤中，IL-22可通过活化自噬通路参与抑制氧化应激及下游炎性反应从而发挥肝细胞保护效应的具体机制。本研究首先采用C57 BL/6小鼠，构建APAP肝毒性小鼠模型，通过血清学和组织学评估肝损伤程度。同时检测肝内活性氧（ROS）的表达，以及肝内细胞凋亡坏死（Tunel染色）。在肝毒性小鼠造模的基础上，给予重组IL-22蛋白干预APAP介导急性药物性肝损，发现与APAP造模组相比较，IL-22干预组炎性细胞因子、肝内活性氧的表达明显减低，肝细胞凋亡坏死也明显减轻。随后PCR Array生物学分析，IL-22处理组氧应激基因、炎性细胞因子、内质网应激基因的表达有所下调，而抗氧应激、抗炎因子及自噬基因SQSTMl（p62）的表达有所上调。通过qPCR、电镜方法及免疫组化发现IL-22处理组自噬相关基因p62、自噬小体及肝内自噬蛋白LC3的表达较APAP 组有所增加。通过Western blot，IL-22 处理组小鼠肝内自噬蛋白LC3 II及相关信号通路蛋白（p-AMPK）的表达较APAP组明显增加。在体外模型中，分别通过MTT法、培养上清中乳酸脱氢酶（LDH）含量评估IL-22预处理在APAP介导的L02细胞损伤中的保护效应。利用GFP-LC3质粒转染L02细胞，通过共聚焦成像发现IL-22预处理组细胞内GFP-LC3荧光表达较APAP组增加明显。在IL-22预处理组和compound C（AMPK通路抑制剂）共孵育时，发现细胞内p-AMPK蛋白表达下调，同时LC3 II的蛋白表达也有所减低。且在L02细胞IL-22预处理组加入compound C，IL-22对APAP介导细胞损伤的保护效应也明显减弱。这些研究提示IL-22可通过p-AMPK通路增强自噬在APAP介导的肝细胞损伤中发挥保护性作用。为阐明IL-22在药物性肝损伤中发挥保护效应机制提供实验数据支持，为药物性肝损伤新药研发提供新的思路。