缺氧诱导因子2α在脂肪肝缺血再灌注损伤中的作用及分子机制

The increased susceptibility of steatotic liver to ischemia-reperfusion injury (IRI) is one of the major obstacles in liver transplantation/hepatectomy. Impairment of hepatic microcirculation in steatotic liver is thought to render it more susceptible to IRI as compared to non-fatty liver. Our previous investigation has led to the finding that preconditional activation of hypoxia-inducible factor (HIF)-2α could improve microcirculatory recovery and reduce histological damage after ischemic insult. Based on these observations, we speculate that activation of HIF-2α might mitigate IRI in steatotic liver via up-regulated activity of NO synthase (NOS). To prove this theory, we plan to selectively activate HIF-2α by short-term silencing of PHD1 in wild-type and HIF-2α-/- mice, and then subject the liver to IR procedures, to show the effects of HIF-2α activation on postischemic microcirculation and hepatic damage. Moreover, we plan to evaluate the NO production and NOS levels in IR challenged livers with or without preconditional HIF-2α activation. And we also plan to employ NO scavenger and NOS inhibitor (pharmaceutical or siRNA) to show if NO and NOS are key mediators of the effects of HIF-2α activation. This study may help to promote understanding of the role of HIF-2α in the context of IRI of steatotic liver, which may serve as a novel therapeutic strategy.

脂肪肝严重的缺血再灌注损伤（IRI）是肝外科和肝移植的重要临床问题。组织有效微循环恢复延迟是脂肪变加重肝脏IRI的重要原因。我们的前期研究提示缺氧诱导因子（HIF）-2α的激活能显著改善IR后的组织微循环并减轻IRI。我们推测HIF-2α通过激活一氧化氮合成酶（NOS）产生NO，从而扩张微血管，改善组织微循环。我们拟采用小发夹干扰RNA抑制脯氨酸羟化酶1（PHD1）来选择性地预激活HIF-2α，观察HIF-2α激活对脂肪肝IR后肝窦内皮细胞功能、组织微循环和损伤程度的影响，并通过条件性HIF-2α敲除小鼠了解这种影响的分子特异性和细胞类型特异性。然后进一步观察HIF-2α激活后肝组织NO和NOS水平变化，并针对NOS实施药物抑制或RNA干扰，了解NOS作为下游介导分子在HIF-2α减轻脂肪肝IRI中所扮演的角色。本研究将可能为脂肪肝IRI的防治提供新的干预靶点。

本课题旨在研究缺氧诱导因子2α（HIF-2α）在缺血再灌注损伤（IR）中的作用，尤其是HIF-2α激活对脂肪肝IR后肝窦内皮功能、组织微循环和损伤程度的影响及其作用机制。研究过程中我们发现通过基因工程方法诱导的肝脏HIF-2α高表达导致大量肝血管瘤，无法进一步进行肝IR损伤研究。另外，通过高脂饲料建立脂肪肝后，小鼠部分肝缺血再灌注模型实验结果变异度过大，导致研究无法顺利进行。我们随后采用小鼠肾脏缺血再灌注损伤模型开展HIF-2α与IRI关系的研究，我们发现脂多糖（LPS）通过NF-kB提高HIF-2α表达水平，促进了内皮型和可诱导型一氧化氮合成酶的表达和内皮细胞一氧化氮水平，从而改善再灌注后组织微循环血流，减轻IR损伤。我们进一步采用LckCre转基因小鼠实施T细胞系HIF-2α敲除，发现T细胞系敲除HIF-2α导致严重的肾IR损伤。通过机制研究我们发现缺氧通过HIF-2α调控T/NKT细胞腺苷A2a受体的表达，从而影响T/NKT细胞的活化过程，在IR损伤中发挥了至关重要的保护作用。本课题实施过程中，我们系统地研究了多种细胞类型中HIF-2α对IR损伤的作用和影响，并深入地阐释其机制，为HIF-2α作为干预靶点应用于器官移植临床打下了基础。