CHOP调控自噬在肝脏缺血再灌注损伤中的作用和机制研究

Liver ischemia reperfusion injury（IRI）is a complex pathophysiological process resulting in significantly impaired postoperative recovery. Both endoplasmic reticulum (ER) stress and autophagy are two critical adaptive cellular responses induced by liver IRI. Much attention has been attracted to the studies on interplay of ER stress and autophagy. Our group found that CHOP, the ER stress signal, was activated, while autophagy was inhibited by hepatic IRI. Furthermore, autophagy activation could protect liver IRI by alleviating ROS. CHOP inhibition also showed protective effects against liver IRI. Thus, we hypothesize that CHOP inhibition would enhance autophagy, resulting in reduced ROS and finally less liver injury. We plan to study CHOP mediated modulation of autophagy by analyzing autophagy in liver IRI model in CHOP knock out mice. Studies on how CHOP regulating autophagy will not only help to illustrate the mechanism involved in liver IRI, but also provide new target and related theory basis for therapy.

肝脏缺血再灌注损伤（IRI）直接影响手术预后，发生机制复杂。内质网应激和自噬是肝脏IRI过程中关键的细胞应激反应，两者作用不同且相互调节，是目前研究的热点和难点。本组研究发现，肝脏IRI能激活内质网应激CHOP信号，同时抑制自噬；诱导自噬可减轻ROS介导的肝脏IRI，而抑制CHOP信号则可保护肝脏IRI。由此推断，抑制CHOP信号能通过增强自噬，减轻ROS应激，从而保护肝脏IRI。本课题计划利用CHOP基因敲除小鼠，建立IRI模型和体外肝细胞损伤模型，研究CHOP KO是否通过诱导自噬保护肝脏IRI及其具体机制。探索内质网应激CHOP信号调控自噬及其机制，有助于深入了解应激反应参与肝脏IRI的机制，为干预治疗提供新的靶点和理论依据。

背景：既往研究发现，内质网应激在肝脏缺血再灌注损伤中发挥了重要的作用。然而，内质网应激CHOP信号在其中的调控作用及具体机制尚不清楚，本课题对此做了着重研究和分析。.研究内容：采用野生型（WT）和CHOP基因敲除（CHOP KO）小鼠，建立部分肝脏缺血再灌注模型。比较两组肝脏损伤和肝细胞调亡情况。同时，分析了小鼠肝脏组织、原代肝细胞和临床肝组织样本的自噬变化和内在信号调控机制。.重要结果及关键数据：CHOP KO有效减轻了肝脏缺血再灌注损伤。相对于WT组小鼠，CHOP KO小鼠在肝脏缺血再灌注后血清谷丙转氨酶明显较低，肝组织病理切片检查显示肝组织结构损伤较轻，TUNEL染色显示肝细胞调亡明显减少，WB检测示cleaved-Caspase-3水平下降, BCL-2和BCL-XL水平升高。CHOP KO小鼠肝脏缺血再灌注后自噬明显增强。体外实验，我们建立了WT和CHOP KO原代肝细胞缺氧复氧模型，通过LDH和CCK8检测发现CHOP KO组小鼠肝细胞损伤明显减轻。通过检测LC3B蛋白及电镜检测，发现CHOP KO原代肝细胞自噬明显增强，并且Beclin-1信号蛋白明显活化增强。利用Beclin-1 siRNA或者自噬抑制剂3-MA抑制自噬，阻断了CHOP KO在体内外实验中对肝细胞的保护作用。最后，我们收集了接受肝门阻断的肝部分切除患者的肝组织样本，WB检测发现，缺血应激后肝组织内的CHOP信号明显活化，而Beclin-1信号蛋白活化明显受抑制。.结论和科学意义：通过上述研究，我们发现CHOP信号活化通过抑制Beclin-1介导的肝细胞自噬活化促进了肝脏缺血再灌注损伤。干扰调控内质网应激CHOP信号或者肝细胞自噬，可能成为临床减轻肝脏缺血再灌注损伤的重要干预手段。