LncRNA-AK134503靶向miRNA-378调控肠缺血再灌注后肠粘膜细胞凋亡机制的研究

Intestinal ischemia/reperfusion(I/R) is one of the leading causes for perioperative death of patient. The applicant previously demonstrated that intestinal mucosal apoptosis play a pivotal role in intestinal I/R-induced intestinal injury and Caspase-3 is the key executor for the generation of apoptosis. And the applicant recently found that miRNA-378 regulates intestinal mucosal epithelial apoptosis following intestinal I/R by targeting Caspase 3. Further, the applicant showed that the expression of LncRNA was upregulated in intestinal mucosa after intestinal I/R, and CeRNA biological information analysis and qRT-PCR verification showed that LncRNA - AK134503 includes binding domain of miR - 378. Based on the above findings, the applicant speculates that the upregulation of LncRNA-AK134503 expression in intestinal mucosa after intestinal I/R facilitates the generation of apoptosis via targeting miRNA-378 and competitively inhibiting the effect of miRNA-378 negative regulating Caspase 3. In the present study, a series of in vivo /in vitro experiments will be implemented to identify the above hypothesis. LncRNA-AK134503 could be taken as an important target for treating intestinal I/R in clinical settings.

肠缺血再灌注（I/R）损伤是患者围术期死亡的原因之一。申请者既往证实肠粘膜细胞凋亡是肠I/R肠损伤的重要机制且Caspase-3是关键的执行者，新近又证实肠I/R后肠粘膜miRNA-378负性调节靶基因Caspase-3从而调控肠I/R后肠粘膜上皮细胞凋亡；进一步发现，LncRNA在肠I/R后肠粘膜表达明显上调，ceRNA生物学信息分析及qRT-PCR验证提示LncRNA-AK134503存在miRNA-378结合元件。据此，申请者提出科学假说：在肠I/R后的肠粘膜组织及肠粘膜上皮细胞中，LncRNA-AK134503表达上调且靶向结合miRNA-378，竞争性抑制miR-378对Caspase-3的负性调控，从而促进Caspase-3表达导致肠粘膜细胞凋亡。本课题假设LncRNA-AK134503是未来临床上防治肠I/R损伤的靶点，将通过系列离体及在体实验来证实该假设，具有重要科学意义。

肠缺血再灌注（I/R）是一种常见的急危重症情况，有较高的并发症率及死亡率。本项目就肠I/R损伤的机制及防治展开了研究，现总结如下。1、本研究构建了小鼠肠I/R肠损伤后肠粘膜差异的LncRNA表达谱，通过ceRNA数据分析预测出LncRNA-AK134503、LncRNA-AK089510能靶向结合miR-378，验证了LncRNA-AK089510和 miR-378有大量互补结合的碱基种子序列， Luciferase报告实验也证实了miR-378a-3p能和AK089510结合，具有发挥ceRNA功能的基础。最后，通过体内外实验验证了AK089510可以抑制miR-378对Capase3的负性调节，阐明了LncRNA-AK089510竞争性结合miR-378负性调节Caspase-3，从而抑制肠粘膜细胞凋亡发挥抗肠I/R肠损伤机制。这是本项目原计划探讨的内容，部分结果发表在J Surg Res上，部分在投稿中。2、核糖核酸酶(RNase )具有抗心、肺、脑I/R损伤作用，但是否有肠保护作用不清楚。本研究复制了小鼠肠I/R模型，发现肠I/R可引起肠组织中细胞外RNA (exRNAs)和TLR3表达水平的升高，RNase处理可明显下调炎性因子的表达，抑制肠组织凋亡，减轻肠损伤，提高动物的生存率。该研究发表在Int Immunopharmacol上。3、既往研究表明6-姜酚具有抗炎特性，但是否具有抗脓毒症的作用尚未报道。本研究采用小鼠盲肠结扎穿孔脓毒症在体模型及 ATP和LPS处理RAW264.7细胞和骨髓源性巨噬细胞（BMDM）的离体模型，发现 6-姜酚通过抑制MAPK激活减少ATP和LPS刺激后释放的caspase-1p20、HMGB1、成熟IL-1β、IL-18的生成，减少细胞焦亡，提高脓毒症小鼠的生存率，提示6-姜酚是潜在的治疗脓毒症的药物。该研究发表在Cytokine上。4、肠上皮再生对肠粘膜屏障损伤后的修复至关重要。本研究发现， IL-10通过抑制Wnt和Notch信号扩大短暂扩充细胞而耗尽Lgr5肠道干细胞，提示IL-10虽然作为抗炎因子，但可能破坏肠粘膜修复，是治疗肠损伤的潜在靶点。该研究已发表在Biochem Biophys Res Commun。5、外泌体是细胞间通讯的重要介质，已有报道外泌体在心脏I/R损伤中起重要作用，但尚无肠外泌体在肠I/R中作用