Mitofusin2经Dynamin-1/Caveolin-1和SP1/Cx43通路对脓毒症血管渗漏的调控机制

Vascular hyperpermeability mainly causes multiple organ dysfunction syndrome, even leading to death in sepsis. Mitofusin2 (Mfn2), known as a protein mediating mitochondria fusion, takes part in occurrence of many kinds of diseases. Moreover, Mfn2 also is a intercellular signaling molecules regulating cell proliferation. however, The effect of Mfn2 on regulation of vascular hyperpermeability after sepsis is unclear. Based on documentary analysis and pre-experiment results, we propose the hypothesis that Mfn2 plays important role in regulation of vascular hyperpermeability thought trans-endothelial pathway via Dynamin-1/caveolin-1 and para-cellular pathway via SP1/Cx43 after sepsis. To test this hypothesis, we will use cecal ligation and puncture (CLP) induced septic rats and lung vein endothelial cells (VECs) to investigate the role of Mfn2 in regulation vascular hyperpermeability after sepsis and the its mechanism. The main objective tends to raise the new mechanism to explain the occurrence of vascular hyperpermeability after sepsis, and provide the new therapeutic targets and modulation strategy for.clinical critical conditions such as severe trauma and shock.

血管渗漏是导致临床脓毒症患者出现多器官功能障碍综合症，甚至死亡的主要原因。Mfn2（mitofusin2）作为线粒体融合蛋白，其表达和活性的异常除了可通过介导线粒体融合障碍参与多种疾病的调控外，还可作为胞浆信号分子参与细胞增殖等多种功能的调节。Mfn2是否参与脓毒症血管渗漏的调节，未见报道。通过文献分析和前期预实验，推测Mfn2可能在脓毒症血管渗漏的发生中有重要作用。其机制可能与Mfn2以非线粒体依赖方式，通过Dynamin-1调控Caveolin-1以穿细胞途径，和通过SP1调控Cx43以旁细胞途径参与脓毒症血管渗漏的调控。为此，本项目拟采用CLP复制脓毒症模型，通过整体动物、离体细胞，采用蛋白组学、分子生物学及电镜等技术，研究Mfn2在脓毒症血管渗漏发生中的作用及其机制。本研究将从线粒体相关蛋白角度解释脓毒症血管渗漏的发生机制，为脓毒症血管渗漏的防治提供了新的靶点。

研究背景：血管渗漏是导致创伤休克、脓毒症等临床重症病人出现多器官功能衰竭的重要原因，严重制约创伤休克和脓毒症病人的临床救治。目前对血管渗漏的防治措施效果不佳，主要原因对血管渗漏的诱发因素及发生机制认识不完全，因此深入研究血管渗漏的发生机制具有重要意义。线粒体融合蛋白2（Mfn2）是促线粒体膜融合蛋白家族主要成员，在维持线粒体形态和功能中发挥重要作用。有研究显示脓毒症后mfn2的表达发生明显变化，并在脓毒症心肌损伤和免疫抑制等过程中发挥重要作用。但mfn2是否参与调控脓毒症血管渗漏，目前尚未见报道。.研究内容：本研究采用大鼠脓毒症模型和mfn2敲减和过表达的小鼠模型，研究了mfn2在调节脓毒症大鼠血管通透性升高中的作用及分子机制。.重要结果：①发现mfn2在脓毒症大鼠肺血管渗漏中发挥重要作用；②Cx43在mfn2调节脓毒症大鼠肺血管渗漏中发挥重要作用；③Mfn2通过调控Cx43在内皮细胞中分布，参与调控血管通透性；④抑制mfn2可诱导Cx43膜聚集，通过与zo-1相互作用，破坏zo-1的连续性分布和抑制紧密连接蛋白claudin5和黏着连接蛋白VE-cad在膜上的组装，进而增大血管通透性；⑤过表达mfn2通过增加Cx43ser368磷酸化和激活内吞体介导膜Cx43向线粒体转位；⑥此外研究还发现抑制mfn2可通过升高Dyn1活性，促进Dyn1与应激纤维相互作用，诱导细胞骨架重排，进而调控脓毒症血管通透性；⑦Cx43可通过升高骨桥蛋白OPN表达，抑制zo-1和claudin5进而调控血管通透性。.科学意义：本研究发现mfn2在调节脓毒症血管渗漏中发挥重要作用，为脓毒症等临床重症血管渗漏的发生机制及防治措施提供了新的理论基础。