线粒体损伤诱发的自噬在糖尿病性下颌下腺分泌异常中的作用及机制研究

Diabetes mellitus (DM) is a widespread disease that involves reduced salivary secretions. However, the precise mechanism involved in salivary gland dysfunction in DM patients was still unknown. Our previous work indicated that the protein expression of microtubule-associated protein 1 light chain 3(LC3)-II, an important indicator for autophagy, was significantly increased in the submandibular gland(SMG) of db/db mice. These results indicate that the altered autophagy may associated with salivary gland dysfunction in DM. In this study, we try to investigate whether mitochondrial dysfunction may contribute to induce autophagy in the SMG of DM. In this study, (1) we first examined whether mitochondrial dysfunction promotes cell autophagy in the SMG of DM mice. We also examined the expression of AQP5 in the SMG; (2) we examined the change of mitochondrial function after the treatment of high glucose in the SMG-C6 cells. Mitochondrial dysfunction may contribute to mitochondrial autophagy. We also used specific siRNA to knockdown or cDNA to overexpression the expression of mitochondrial related protein and evaluated its effects; (3) we examined the changes of autophagy related protein after the treatment of high glucose in the SMG-C6 cells. We try to investigate whether AQP5 in the SMG-C6 cells entered autophagosomes for degradation upon high glucose. Our research may provide some important clues to understand the mitochondrial autophagy in DM patients in relation to salivary dysfunction, and may point to new therapeutic approaches to this disease.

糖尿病患者唾液分泌普遍减少，但其发生机制尚不清楚。我们前期工作发现自发性糖尿病小鼠db/db小鼠下颌下腺自噬标志蛋白LC3-II的表达显著上升，提示糖尿病时发生了自噬的激活，从而减少下颌下腺的分泌。本项目以糖尿病时下颌下腺腺泡细胞线粒体的损伤为主线，以线粒体自噬为重点，探讨糖尿病时下颌下腺分泌异常的机制。我们拟①以db/db小鼠和STZ糖尿病小鼠为模型，在整体水平上观察糖尿病时发生下颌下腺线粒体损伤及其诱发线粒体自噬的作用，并观察水通道蛋白5（AQP5）含量的改变；②在培养的大鼠下颌下腺腺泡细胞上证实高糖培养可以损伤线粒体功能，进而诱发线粒体自噬；并通过使用抑制剂、选择性敲低或过表达线粒体相关蛋白，在分子水平上明确调控线粒体自噬的信号转导通路；③在高糖培养的细胞上观察自噬调控相关蛋白的表达变化，并证实AQP5发生了自噬性降解。为改善糖尿病患者口干症状提供新思路。

糖尿病患者唾液分泌普遍减少，影响患者的口腔健康及生活质量，但其发生机制尚不清楚。我们前期的工作发现自发性2型糖尿病小鼠db/db小鼠下颌下腺唾液分泌减少，同时自噬标志蛋白LC-II的表达显著上升，提示糖尿病时发生了自噬的激活，从而导致了唾液分泌的减少。本项目以下颌下腺的自噬为重点，探讨糖尿病时下颌下腺分泌减少的机制。我们发现①db/db小鼠下颌下腺及高糖刺激的SMG-C6细胞线粒体形态结构受损，ATP生成减少，线粒体自噬相关蛋白PINK1和Parkin的表达显著升高，线粒体自噬水平增强。高糖刺激的SMG-C6细胞发现ROS生成增加，抗氧化剂活性减低。产生的ROS经ERK1/2通路诱导了PINK1/Parkin依赖的线粒体自噬，造成线粒体数量减少，ATP含量下降。提示2型糖尿病经PINK1/Parkin介导的线粒体自噬通路引起下颌下腺分泌减少。② db/db小鼠及2型糖尿病患者下颌下腺AQP5表达显著减少，同时自噬水平增强。高糖刺激SMG-C6细胞也发现AQP5表达显著减少，自噬水平增强，高糖通过PI3K/Akt/mTOR通路激活自噬最终降解了AQP5。提示高糖在下颌下腺中通过PI3K/Akt/mTOR通路激活自噬降解AQP5，最终导致分泌减少，导致糖尿病患者发生口干。这两部分结果将有助于全面认识线粒体自噬在糖尿病时下颌下腺功能改变中的作用和意义，而且为改善糖尿病患者口干症状提供新的治疗策略。此外，为了增强基础研究向临床应用的转化，我们还对头颈部癌症的治疗方法做了相关的meta分析和系统综述。我们发现③经动脉化疗配合头颈放疗治疗头颈部癌症有良好的完全缓解及总体生存期，明确了经动脉化疗配合头颈放疗治疗头颈部癌症的安全性和有效性。④明确了双膦酸盐治疗乳腺癌的不良事件及发生率，流感样疾病、疲劳、发烧、消化不良、厌食症和尿路感染是双磷酸盐治疗乳腺癌过程中的主要副作用，此外，颌骨坏死的发生率仅为2%。⑤三代二磷酸盐唑来膦酸辅助治疗乳腺癌患者时，有效预防了腰椎部位骨丢失，与绝经前患者相比，对于绝经后患者，ZA能更有效地预防髋关节部位的骨丢失。这些meta分析可以帮助临床医生更加准确而有效的进行治疗。