多巴胺D2受体信号通路通过调控CaMKII抑制急性胰腺炎时组织蛋白酶B介导的腺泡细胞程序性坏死的研究

Pancreatic acinar cell death is the main reason for disease progression of acute pancreatitis (AP). Acinar cell death is related to Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII)-mediated cathepsin B (CTSB) release from co-localized lysosome to cytoplasm. Excess cytoplastic CTSB induced RIP1/RIP3 protein interactions, but exact mechanisms remain unknown. Our previous studies showed that D2 receptor (DRD2) inhibited the activation of CTSB and RIP3-mediated acinar cell necroptosis, and confirmed that DRD2 alleviated AP through protein phosphatase 2A (PP2A). Futhermore, PP2A can inhibit CaMKII in mouse myocyte. Thus, we hypothesized that DRD2 signaling pathway can modulate CTSB-mediated acinar cell necroptosis via CaMKII in AP. In this study, in vitro and in vivo AP models will be established by using wild-type or Drd2-knockout mice and agonist or antagonist will be used, to reveal the effect of DRD2 on acinar cell necroptosis, and to explore the mechanisms of DRD2 signaling pathway inhibiting CTSB-mediated necroptosis via CaMKII. Our study will further clarify the development and regulation mechanisms of AP, and provide new insights into the development of novel therapeutic agent for AP.

腺泡细胞坏死是急性胰腺炎（AP）重症演变的重要原因之一。腺泡细胞坏死与Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）介导的组织蛋白酶B（CTSB）释放密切相关；过量CTSB促进RIP1/RIP3蛋白相互作用但机制不明。我们前期研究初步发现激动D2受体（DRD2）可抑制CTSB激活和RIP3介导的腺泡细胞程序性坏死；并已证实DRD2通过蛋白磷酸酶2A（PP2A）在AP中发挥作用。已知PP2A抑制小鼠心肌细胞CaMKII。因此我们提出假说：DRD2信号通路通过调控CaMKII抑制CTSB介导的腺泡细胞程序性坏死，从而减轻AP。本研究拟通过建立体内外AP模型，采用激动剂、拮抗剂以及条件基因敲除等手段，探讨DRD2对腺泡细胞程序性坏死的影响，阐明DRD2信号通路通过CaMKII抑制CTSB介导的腺泡细胞程序性坏死的分子机制。本研究进一步阐明AP的发生和调控机制，为AP治疗提供新的思路和靶点。

胰腺腺泡细胞坏死是急性胰腺炎（AP）重症演变的重要原因之一。腺泡细胞坏死与组织蛋白酶B（CTSB）释放密切相关；过量CTSB促进RIP1/RIP3蛋白相互作用但机制不明。我们前期研究初步发现激动D2受体（DRD2）可抑制CTSB激活和RIP3介导的腺泡细胞程序性坏死；并已证实DRD2通过蛋白磷酸酶2A（PP2A）在AP中发挥作用。在本研究中，我们发现，DRD2信号通路显著抑制AP时CTSB介导的腺泡细胞坏死和RIP3、pMLKL介导的程序性坏死。深入机制研究发现，一方面，DRD2激动剂Quinpirole在体内外AP模型中均可减轻胰蛋白酶原激活并上调HSP70的表达，Quinpirole诱导热休克因子1（HSF1，HSP70的主转录因子）去磷酸化，以PP2A依赖的方式促进HSF1核转位；激动DRD2通过HSP70恢复溶酶体pH值并维持溶酶体CTSB活性，HSP70拮抗剂VER155008则在体内外AP模型中均可阻断DRD2激动剂的保护作用。另一方面，在体内外实验中均发现CTSB抑制剂CA074Me可通过减少腺泡细胞程序性坏死来改善AP严重程度；在CCK刺激的胰腺腺泡细胞中，CTSB与线粒体转录因子A（TFAM）相互作用；敲低TFAM可逆转体内外AP模型中Quinpirole或CA074Me对腺泡细胞程序性坏死和ROS产生的抑制作用以及对AP的保护作用。以上结果显示，DRD2通过上调HSP70抑制CTSB介导的胰蛋白酶原激活和腺泡细胞坏死从而减轻AP；DRD2通过CTSB/TFAM/ROS途径抑制AP时腺泡细胞程序性坏死。我们的研究结果全面阐明了DRD2减轻AP时腺泡细胞程序性坏死的具体机制，为AP的治疗提供了新思路，也为其他细胞坏死相关的疾病治疗开辟了新领域。