胆汁酸膜受体TGR5通过诱导自噬调控巨噬细胞功能及其生物学效应

Macrophages are innate immune cells, which have the function of eliminating foreign body, killing tumor cells and participating in immune response. It is essential to study the function of macrophages in the treatment of inflammatory diseases. Autophagy, as a mechanism of host resistance, can resist the immune escape of pathogens and participate in immune response. Bile acid-activated receptor TGR5 is an important G protein coupled receptor. Bile acids bind to TGR5 to activate cAMP-PKA-CREB pathway. It is reported that activation of TGR5 can inhibit macrophage migration and inflammation. However the mechanism remains unclear. Our previous studies showed that autophagy can regulate the polarization of macrophage, which in turn change its function. Importantly, we found that activation of TGR5 promote macrophage autophagy. In vivo experiments showed that the activation of TGR5 protect against alcoholic liver injury in mice. So far, these results have not been reported. Therefore, based on this new biological event that TGR5 induce macrophage autophagy, this project is to investigate the mechanism of macrophage function regulated by TGR5, to further clarify the mechanism of TGR5-induced macrophage autophagy and to evaluate the biological effects of TGR5 on inflammatory diseases. The aim of this project is to provide a theoretical basis for the further understanding of new biological events, the clinical treatment of inflammatory diseases and the development of drugs.

巨噬细胞作固有免疫细胞，具有清除异物、杀伤肿瘤细胞，参与免疫反应的作用。通过调控巨噬细胞功能治疗炎症性疾病至关重要。自噬作为宿主防疫机制，可抵御病原体的免疫逃逸，参与免疫反应。胆汁酸膜受体TGR5是一种重要的G蛋白偶联受体。胆汁酸结合TGR5激活下游cAMP-PKA-CREB通路。文献报道，激活TGR5通路抑制巨噬细胞迁移和炎症产生，但作用机制尚未完全清楚。我们前期实验发现，自噬可以调控巨噬细胞的极化改变其功能。重要的是，我们发现激活TGR5通路可以促进巨噬细胞自噬。体内实验显示，激活TGR5通路保护小鼠对抗酒精性肝损伤，这些发现未见报道。因此，基于TGR5促进巨噬细胞自噬这一新生物学事件，本项目旨在探讨TGR5调控巨噬细胞功能的机制，阐明TGR5促进巨噬细胞自噬的分子机理以及评价其对炎症性疾病的生物学效应。为深入理解新的生物学事件，临床治疗炎症性疾病以及开发相关药物提供理论依据。

巨噬细胞作为固有免疫细胞参与免疫反应。通过调控巨噬细胞功能治疗炎症性疾病至关重要。自噬作为宿主防疫机制，可抵御病原体的免疫逃逸，参与免疫反应。胆汁酸膜受体TGR5是一种重要的G蛋白偶联受体。胆汁酸结合TGR5激活下游cAMP-PKA-CREB通路。激活TGR5通路抑制巨噬细胞迁移和炎症产生，但作用机制尚未完全清楚。本项目从多角度对TGR5通路在巨噬细胞中诱导自噬的作用进行了探讨，结果发现激活TGR5通路诱导骨髓分化的巨噬细胞，肝脏中Kupffer细胞以及小鼠巨噬细胞株发生自噬，并且显著诱导巨噬细胞中泛素化水平。同时，激活TGR5通路抑制M1型巨噬细胞极化，包括降低M1型巨噬细胞mRNA的表达和表面marker表达水平，阻断自噬可以反转TGR5的抑制影响。体内研究结果发现，激活TGR5通路对抗四氯化碳诱导的小鼠酒精性肝纤维化，降低小鼠肝脏中甘油三酯和游离脂肪酸的产生，抑制肝脏中促炎症因子的表达水平以及纤维化相关基因的表达水平。抑制自噬可以阻断TGR5通路对四氯化碳诱导的小鼠酒精性肝纤维化抑制作用。另外，通过对天然产物的筛选发现，小檗胺可以激活TGR5通路，抑制巨噬细胞释放炎症因子，并缓解小鼠酒精性肝损伤。本项目以TGR5通路为出发点，系统的阐明了TGR5通路在调控巨噬细胞自噬方面的重要作用，以及TGR5通路对巨噬细胞功能的影响。本项目的科学意义在于首次发现了胆汁酸受体新的作用方式以及用途，为深入理解细胞内生物学事件，临床治疗炎症性疾病提供了可靠的作用靶点以及相关的理论依据。拓展部分以TGR5通路在调控巨噬细胞功能的重要作用为理论基础，筛选得到激活TGR5通路的天然产物。天然产物具有毒性低，作用广泛，疗效强的特点。通过以巨噬细胞中的TGR5为靶点发现天然产物用于治疗酒精性肝纤维化将为药物开发提供新的思路和指导意义，为解决炎症性疾病的治疗开辟了新的研究方向。