胰岛素调控内质网-自噬改善高甘油三酯血症性急性胰腺炎的作用机制研究

Hypertriglyceridemic acute pancreatitis (HAP) is a serious acute and sometimes fatal disease. Earlier studies showed that insulin could decrease triglycerides by stimulating lipoprotein lipase activity, but the exact mechanism of insulin treatment is still unclear. Endoplasmic reticulophagy (ER-phagy), a new branch of macroautophagy, is closely related to other types of selective autophagy and apoptosis, and plays an important role in the development of various diseases. Based on the established HAP model, we found that insulin treatment not only could quickly reduce triglycerides, but also could protect acinar cells, reduce pancreatic inflammation and related organ damage. ER-phagy also changed in this process. Therefore, we hypothesize that there is a more complex mechanism in insulin treatment, possibly by triggering ER-phagy and resolution of cellular stress, allowing cells to process threats and survive. To further reveal the roles of insulin, we plan to investigate its protection functions on acinar cell in vitro and in vivo models, and identify its target genes and possible molecular mechanism of regulating ER-phagy. The studies of this project may provide new evidences for understanding the pathogenesis of HAP and help to elucidate the molecular mechanism of insulin treatment for HAP, also be helpful to improve the diagnosis and treatment of HAP.

高甘油三酯血症性急性胰腺炎（HAP）是严重的急危重性疾病，胰岛素可通过增加脂蛋白脂肪酶活性快速降酯而被推荐用于HAP治疗，但确切机制并未阐明。内质网自噬是自噬研究的新领域，与细胞中其他类型的选择性自噬和细胞凋亡之间关系密切，在多种疾病发生发展中具有重要作用。我们前期研究建立了HAP动物模型，发现胰岛素除可以快速降低甘油三酯外，还可改善胰腺损伤，减轻胰腺局部炎症及相关脏器损伤，而且此过程中腺泡细胞内质网自噬发生了变化。因此我们提出假设：胰岛素促进HAP恢复可能存在更复杂的机制，即通过调节内质网自噬，起到腺泡细胞保护作用，抑制炎症介质释放，改善脏器损伤。本研究拟通过体内外模型，深入研究胰岛素对腺泡细胞的保护作用及其对内质网自噬调控的分子机制。本项目的实施将为HAP的发病机制及防治提供新的证据，有助于深入阐明胰岛素治疗HAP的分子机制，对于提高临床HAP的预防和治疗具有重大意义。

急性胰腺炎（AP）是在常见的多种机制引起胰腺损伤的急腹症，其中高甘油三酯血症性急性胰腺炎（HAP）已成为仅次于胆源性胰腺炎的第二位AP病因，胰岛素可通过增加脂蛋白脂肪酶活性快速降酯而被推荐用于HAP治疗，但确切机制并未阐明。内质网/线粒体应激是一种独立于胰蛋白酶活性的触发机制，可诱导腺泡细胞损伤。而内质网自噬/线粒体自噬作为选择性自噬，能通过降解多余和紊乱的内质网/线粒体来维持细胞稳态。但是，内质网/线粒体自噬在AP中的作用仍不明确。因此，在本项目中，我们主要研究不同程度AP时内质网/线粒体应激与内质网/线粒体自噬的变化及其在AP中的作用机制，以及相应的干预措施。我们证实了随AP病情的进展，胰腺内质网应激水平不断增强，而内质网自噬水平先增强后被抑制。同时，在AP中，胰腺内质网应激与内质网自噬相互作用：内质网应激能诱导内质网自噬，但过强的内质网应激会抑制内质网自噬，而内质网自噬能缓解内质网应激。我们对胡椒碱用于治疗AP中的具体药理机制进行了探索，我们的数据表明胡椒碱能通过增强FAM134B、CCPG1介导的内质网自噬缓解内质网应激，从而减轻胰腺损伤。此外，我们也发现AP时胰腺组织线粒体功能障碍会激活PINK1/PARK2介导的线粒体自噬，但当AP进一步加重至SAP时，线粒体自噬功能反被抑制。PINK1/PARK2介导的线粒体自噬功能缺陷会加重小鼠AP模型的病情，促进胰腺炎症反应、增加腺泡细胞凋亡坏死水平、且更容易引起多器官衰竭。在小鼠AP模型中，线粒体自噬功能缺陷会导致NLRP3炎症小体形成，从而导致炎症反应加重。MCC950可以通过抑制NLRP3炎症小体生成来改善PINK1-/-和PARK2-/-小鼠AP模型的炎症级联反应，缓解AP病情严重程度。上述研究为AP发病机制及防治提供新的理论依据。