外周血单个核细胞mir-155及mir-142-3p/5p水平对肾移植患者他克莫司药效的影响及分子机制研究

Tacrolimus is the mostly wide used immunosuppressive agent in renal transplantation. Due to the narrow theapeutic window and large interindividual variability of pharmacokonetics,individual medicine has been suggested for kidney transplant recipients. Pharmacogenomics studies have improved the the association between the concentration and dose. However, in clinical practice, some patients would develop rejections or other side effects even if the drug concentration is within the recommended range. This indicated that drug action of tacrolimus may be influenced by certain factors which result in the interindividual variability of pharmadynamics.It has been reported that the level of mir-155 and mir-142-3p/5p was significantly different between subjects with rejection and tolerant recipients. Additionaly,through different mechnisms,the two microRNAs can regulate the function of Th1 cells, which are the main target cells of tacrolimus. Thus, mir-155 and mir-142-3p/5p may potentially influence the drug action of tacrolimus. In the present project, clinical study will be conducted to evaluate the association of the level of mir-155 and mir-142-3p/5p in PBMCs with the drug action of tacrolimus. Then the mechinasim of microRNA on the drug action will be elucidated by transient transfection, flow cytometry and so on. The purpose of the project is to provide the new biomarkers for individual medicine of tacrolimus in kidney transplant recipient, improve drug efficacy and avoid side effects.

他克莫司是肾移植患者最常使用的免疫抑制剂之一。但由于治疗窗窄，药物反应个体差异大，需要个体化给药。药物基因组学研究提高了血药浓度与剂量的相关性。然而临床实践中发现，部分患者即使血药浓度处于正常范围，依然会发生排斥反应或毒副作用，提示他克莫司药效可能受一些特定因素影响而存在个体差异。文献报道mir-155及mir-142-3p/5p的表达在移植排斥和耐受患者之间存在明显差异，并且二者能通过不同的机制调控Th1细胞功能，而Th1正是他克莫司的主要靶细胞。因此，mir-155及mir-142-3p/5p有可能影响他克莫司药效。本项目在前期研究基础上首先通过临床研究明确肾移植患者外周血单个核细胞mir-155及mir-142-3p/5p水平对他克莫司药效的影响，然后采用瞬时转染流式细胞术等方法探讨microRNA影响他克莫司药效的可能机制，旨在为肾移植患者他克莫司的个体化给药提供新的分子标记物。

本项目针对他克莫司药效个体差异以及microRNA的潜在作用,评估肾移植患者外周血单个核细胞中miR-155和miR-142-3P/5P水平是否影响他克莫司作用效应，并对可能机制进行探讨。首先在临床样本检测了他克莫司浓度、下游抑制基因的表达，以及miR-155和miR-142-3P/5P的表达，随后通过群体药效学建立基本模型，并评估miR-155和miR-142-3P/5P是否影响药效参数，最终建立多个协变量的群体药效学模型。在细胞学实验，上调mir-155表达水平，与他克莫司共孵育，检测细胞在不同microRNA水平下，下游基因表达情况、细胞增殖活性及可能的机制。本项目发现肾移植患者外周血单个核细胞中miR-155水平与他克莫司浓度和下游抑制基因IL-2、IFN-γ和GM-CSF的表达之间存在相关性。同时，甘油三酯、总胆红素以及血糖与他克莫司作用也相关。但未能发现miR-142-3P/5P与他克莫司效应的相关性。根据血药浓度及基因表达的关系，本项目最终建立了基于外周血单个核细胞中miR-155以及生化指标的群体药效学模型。在细胞学实验上，本项目发现miR-155上调，能提高Th1细胞因子的表达，细胞增殖活性增强，降低了他克莫司抑制IFN-γ mRNA的作用，但对他克莫司抑制IL-2 mRNA无明显影响，对他克莫司抑制细胞增殖也无影响。后续的表达谱芯片分析结果显示， miR-155在淋巴细胞上调控Superpathway of Cholesterol Biosynthesis、Cyclins and Cell Cycle Regulation和Ephrin Receptor Signaling等通路，并提示该基因在肿瘤、脂质代谢和细胞周期等疾病和功能中发挥作用。此外，他克莫司作用靶标钙调磷酸酶编码基因PPP3CB rs3763679位点与他克莫司抑制IL-2和IFN-γ基因表达的效果存在一定相关性。研究结果提示了miR-155及PPP3CB rs3763679基因型与他克莫司作用的相关性，显示其有可能成为预测他克莫司效应的新型生物标志物。本项目从药效学差异角度对他克莫司个体化给药的新方法进行了探索，研究结果进一步优化验证后，有望在将来他克莫司个体化给药中发挥作用，提高他克莫司使用效果，减少患者不良事件的风险。