他克莫司通过抑制Reg3表达及其介导的β细胞再生致移植术后新发糖尿病的作用及机制研究

New-onset diabetes mellitus after transplantation (NODAT) is with high incidence rate and significantly decreases graft survival and receptors’ quality of life. Tacrolimus, a first-line drug for organ transplantation, is strongly associated with NODAT. Unfortunately, the mechanism of tacrolimus-induced NODAT has not yet been elucidated. Reg family is a kind of protiens which mediated β cell regeneration and can be induced by various pro-inflammatory cytokines. Tacrolimus may decrease the expression Reg by inhibition of pro-inflammatory cytokines. We found that the serum Reg1α and Reg3α were significantly decreased in the new onset diabete patients who received renal or heart transplantation.Therefore, we speculate that “Tacrolimus-induced NODAT may be associated with inhibition of Reg3 expression and mediated β cell regeneration.” Associations between tacrolimus and Reg will be confirmed in clinical samples, transplant model, and β cell. Furthermore, effects of tacrolimus on β cell number and function will also be assessed after Reg3γ overexpression and silence in vitro and in vivo .The aim of this project is to clarify whether Reg3 plays important roles in NODAT, providing a new target for NODAT diagnosis, prevention and treatment.

移植术后新发糖尿病（NODAT）发生率高，显著降低移植物存活时间和受者的生存质量。他克莫司是器官移植术后的一线用药，与NODAT发生密切相关。目前他克莫司致NODAT的机制尚未阐明。再生（Reg）家族是一类介导β细胞再生的关键蛋白，可被多种炎症因子诱导表达，而他克莫司可能通过抑制炎症因子而下调Reg表达。课题组前期研究发现心脏、肾脏移植术后新发糖尿病患者血清中均存在Reg1α和Reg3α蛋白显著下降。我们推测“他克莫司可能通过抑制Reg3及其介导的β细胞再生致移植术后新发糖尿病的发生。”我们将从临床样本、小鼠移植模型、细胞水平三个层面研究他克莫司对Reg表达的调控。另外，在体内体外干预Reg3γ后观察他克莫司对胰岛β细胞数量和功能的影响，旨在阐明Reg3是否在他克莫司致NODAT发病过程中起关键作用，为诊断、预防和治疗NODAT提供新靶点。

移植术后新发糖尿病(NODAT)是移植术后严重且常见的并发症之一，显著增加排斥反应、移植物功能减退以及感染的风险，同时也是移植术后心血管并发症的主要原因。NODAT的影响因素多，其发病机制至今尚未阐明，且缺乏有效的预防和治疗策略。本项目回顾性分析心脏移植患者NODAT发病的危险因素，共纳入204例心脏移植受者，其中 NODAT 64 例 (31.4%)。趋化因子配体5（CCL5) rs2280789 与 NODAT 显著相关。 CCL5 rs2280789 G 等位基因携带者患 NODAT 风险是野生型携带者的 2.76 倍(P = 0.014)。年龄≥45岁 (OR 2.53， 95% CI 1.14-5.62； P = 0.023)、短暂性高血糖 (OR 12.29,95% CI 3.94-38.31；P = 1.54×10-5) 和他克莫司（TAC）剂量校正浓度(C0/D，OR 6.75，95% CI 3.07-14.85；P = 2.11×10-6) 也是 NODAT 的独立危险因素。纳入以上独立危险因素得到 NODAT 风险预测模型，模型的 ROC 曲线下面积(AUROC) 为 0.838。.TAC是一种常见的免疫抑制剂，是NODAT的主要原因之一，可导致胰腺β细胞功能障碍。Reg3g(人类REG3A的小鼠同源基因)是胰腺再生基因家族的一员，具有促进β细胞再生的功能。项目组通过ELISA检测心脏移植患者血清发现，与非糖尿病患者相比，TAC治疗的NODM患者的循环REG3A水平显著降低。同时，我们进一步确定TAC通过抑制stat3介导的转录激活来降低Reg3g的表达。Reg3g对TAC诱导的β细胞凋亡具有保护作用，并能保护葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS)。在功能上，Reg3g通过改善线粒体功能，包括减少活性氧(ROS)的产生和增加氧气消耗，线粒体膜电位(MMP)，细胞内钙浓度和ATP的产生，恢复了TAC抑制的GSIS。在机制方面，Reg3g通过激活ERK1/2-STAT3信号通路，增加线粒体中pSTAT3(Ser727)的积累，恢复TAC引起线粒体损伤。此外，Reg3g过表达可有效逆转TAC诱导的小鼠NODM。总之，本项目发现了一种新的Reg3g作用机制，该机制促进了TAC诱导的NODM发病率的增加，并揭示Reg3g改善了TAC诱导的β细胞功能障碍。