胆道闭锁中miRNA-155通过SOCS1调控IFN-γ介导的免疫炎症及其机制研究

Biliary atresia (BA) is the most common form of chronic liver disease in children, but of unkown causes.A recent study reports that loss of IFN-γ prevented the inflammatory obstruction of bile ducts in a mouse model of biliary atresia, which suggests that IFN-γplaying a crucial role in the pathogenesis of BA.However,IFN-γ receptor lacks intrinsic kinase activity, its biological effects depend on cytokine binding which induces receptor aggregation,resulting in the juxtaposition of JAKs and their activation via cross-phosphorylation. Furthermore, this process is negatively regulated by SOCS1. We analyzed liver tissues from 9 patients diagnosed with BA and 9 non-diseased control subjects using a miRNA array platform and found miRNA-155 elevated obviously in BA livers which could silence SOCS1 by target prediction. Based on this current knowledge, we hypothesize that miRNA-155 can regulate the inflammations activated by IFN-γ via SOCS1 in biliary atresia. So this study was designed to investigate: (1) whether overexpression of miRNA-155 leads to down-regulation of endogenous SOCS1 expression in human T lymphocytes and bile duct epithelial cells; (2) whether miRNA-155 regulates the inflammations activated by IFN-γ in T cells and bile duct epithelial cells ; (3) whether this process conducts though SOCS1 and JAK-STAT pathway; (4) whether miRNA-155 plays important roles in a mouse model of biliary atresia. In summary, our study will provide new insights into the miRNA regulating mechanism in biliary atresia.

胆道闭锁危害巨大，病因未明。研究表明IFN-γ介导的免疫炎症在其发病中处于核心地位。本课题组利用microRNA芯片发现胆道闭锁肝脏组织中miRNA-155表达明显升高。由于IFN-γ需通过JAK-STAT通路发挥生物学效应，而miRNA-155的靶基因SOCS1可特异性抑制JAK激酶的活性，故我们推测miRNA-155可能通过下调SOCS1来放大IFN-γ介导的免疫炎症效应。因此，我们拟研究：（1）miRNA-155在T淋巴细胞和胆道上皮细胞中能否下调SOCS1的表达；（2）miRNA-155能否调控IFN-γ介导的炎症反应；（3）上述作用是否通过SOCS1及JAK-STAT通路起作用；（4）miRNA-155是否可以在小鼠模型中影响胆道闭锁的发生。本研究将从细胞和整体水平较全面的了解miRNA-155在胆道闭锁发病中的作用及机制。研究结果将为研究胆道闭锁的发病机制提供更多有价值的信息。

胆道闭锁是新生儿阻塞性黄疸最常见的病因，以肝内和肝外胆管进行性炎症和纤维性梗阻为特征，从而导致胆汁淤积以及进行性的肝纤维化。该病病因至今不明，研究表明免疫反应，尤其是IFN-gamma介导的异常免疫反应在该病发病中起到核心作用。研究表明miR-155在免疫反应的调控中起到重要作用，但是其在胆道闭锁发病中的作用尚未报道。在本项目中我们利用microRNA表达谱芯片发现胆道闭锁肝脏中miR-155表达升高，利用microRNA原位杂交的方法，我们发现miR-155主要在肝内胆道上皮细胞表达。利用报告基因的方法，我们发现证明miR-155可以直接调控肝内胆道上皮细胞中SOCS1的表达。为了验证miR-155在体外的作用，我们成功建立了模拟胆道闭锁体内高表达miR-155的人肝内胆道上皮细胞系。在静息状态下，我们发现调控miR-155对胆道上皮细胞炎症反应无明显影响；通过IFN-gamma激活胆道上皮细胞的情况下，高表达miR-155可以明显促进包括MHC I、MHC II、 ICAM-1、 CXCL9、 CXCL10、MCP-1、CX3CL1 等炎症因子的表达。并且转染pIRES2-EGFP-SOCS1较 pIRES2-EGFP-SOCS1-UTR具有更高的SOCS1表达和更高的炎症促进效果，说明miR-155主要通过与SOCS1的3’UTR相结合而起作用。为了进一步研究这一机制的信号通路，我们发现miR-155高表达可以激活 phosphorylated (p)-JAK2 and p-STAT3的表达，而JAK特异性抑制剂AG490可以逆转这一过程，说明miR-155主要通过JAK-STAT信号通路起作用。为了在整体水平研究miR-155的作用，我们利用RRV胆道闭锁小鼠模型，通过转染miR-155 inhibitor ,发现通过抑制miR-155可以明显下调胆道闭锁小鼠模型的成模率并减轻其临床症状。综上所述，我们分别从细胞和整体的水平验证了miR-155在胆道闭锁发病中的作用，在国内外首次报道，miR-155可以通过调控SOCS1来介导胆道闭锁中异常的免疫反应。上述结果同时表明，miR-155可能成为治疗胆道闭锁新的干预环节和治疗靶点，具有重大的理论和现实意义。