ADAR1促进BMSC保护肝脏缺血再灌注损伤的机制

Liver ischemia/reperfusion injury (IRI) is a severe challenge for clinical . Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells (BMSC) transplantation could protect liver IRI, But the protection is restricted by less cell homing and low survival capability. Previous studies have shown that the Double-Stranded RNA-Specific Adenosine Deaminase 1 (ADAR1) promotes BMSC's function but activation of RLRs pathway could damage the function of BMSC. Moreover, ADAR1 and RLRs could both bind with dsRNA. So, we speculate that ADAR1 could bind with RLRs’ ligand dsRNA, and then inhibit RLRs activation and improve the BMSC proliferation, homing and paracrine, thus enhancing the protection in liver IRI. This study uses adenovirus transfection to overexpression of ADAR1 in BMSC to observe the BMSC’s protective effect in liver IRI. Blocking the RLRs pathway verifies whether the protective effects of ADAR1 are mediated through the RLRs signaling pathway. The different domain defective of ADAR1 plasmid transfection was used to analyze which domain of the ADAR1 would inhibit RLRs pathway to adjust BMSC function and how it is done. The findings would further elaborate on the mechanism of which ADAR1 inhibits RLRs pathway and enhance the protective effect in liver IRI, and to present a new angle on solving liver IRI and related diseases.

肝脏缺血再灌注损伤（IRI）是临床面临的重要挑战，骨髓间充质干细胞（BMSC）移植减轻肝脏IRI，但疗效受BMSC归巢少、生存能力低制约。前期研究发现RNA编辑酶(ADAR1)可以改善BMSC的功能，而RLRs通路活化损伤BMSC功能。因ADAR1和RLRs均结合dsRNA，据此推测ADAR1通过结合RLRs配体dsRNA，抑制RLRs通路活化从而促进BMSC的生存、归巢及旁分泌，进而增强BMSC对肝脏IRI的保护作用。本研究采用腺病毒介导在BMSC中过表达ADAR1，研究其对BMSC功能及对肝脏IRI的保护；并且阻断RLRs通路验证ADAR1介导的保护作用是否依赖RLRs通路；同时采用ADAR1不同结构域缺陷型质粒转染分析ADAR1抑制RLRs通路的分子机制。本研究深入阐述ADAR1抑制RLRs通路进而增强IRI中BMSC保护的机制，为优化BMSC在IRI及相关疾病的治疗提供新思路。

背景： 缺血再灌注（IRI）引起的肝损伤是临床面临的一个重要挑战。虽然骨髓间充质干细胞（BMSC）移植可减轻肝脏缺血再灌注损伤，但其疗效受BMSC归巢少、生存能力低制约。前期我们研究发现RNA编译酶ADAR1在肝脏中具有重要保护作用。我们提出假说：ADAR1调节改善BMSC的生存、归巢及旁分泌，进而增强BMSC对肝脏IRI的保护。.研究内容：1，我们首先验证了BMSC在肝脏IRI中的保护作用，发现BMSC在缺血前或者再灌注前注射均可以改善肝脏缺血再灌注损伤； 2，随后我们调整了BMSC上ADAR1的表达水平，发现ADAR1高表达改善了BMSC的增殖和对应激的反应； 3，我们使用表达不同水平ADAR1的BMSC预处理小鼠，我们发现在ADAR1高表达组BMSC注射小鼠具有更低的转氨酶水平，组织坏死水平降低，同时体外实验我们发现ADAR1高表达组改善了内毒素脂多糖（LPS），过氧化氢（H2O2）, 缺氧12小时复氧1小时（H12R1）导致的肝细胞（HC）毒性，同样我们发现ADAR1高表达组的BMSC更明显的改善了肝脏非实质细胞（NPC）收到内毒素活着双链RNA poly(I:C) 刺激产生的炎症因子。 为了进一步炎症ADAR1促进BMSC保护功能的机制，我们同时敲除BMSC的RIG-I或MDA5, 我们发现ADAR1敲除导致的保护功能下降被RIG-I敲除所逆转。.结论和科学意义：根据我们目前的结果得出结论，ADAR1可能是通过结合RLRs配体dsRNA，抑制RLRs通路活化从而改善BMSC的保护功能。本研究深入阐述ADAR1抑制RLRs通路进而增强IRI中BMSC保护的机制，为优化BMSC在IRI治疗中提供新思路。同样对于BMSC的基因调节改善BMSC保护功能的研究不仅仅局限于肝脏IRI，还有可能应用于其他器官的IRI以及应用于目前BMSC治疗有效的疾病中。