ROS介导的内质网应激-自噬途径在氯胺酮相关性膀胱炎中的作用及机制研究

Ketamine is a new type drug. Case reports about ketamine-related cystitis (KC) aroused the attention of the medical profession. However, the mechanism of KC has not been elucidated. Endoplasmic reticulum stress (ERS) moderately, can trigger autophagy, which is beneficial to maintain cell stability. But excessive ERS will lead to autophagic cell death. Research shows that IRE1-TRAF2-ASK1-JNK pathway plays an important role in the process of ERS and autophagy. We first established KC rats and cell model successfully. Previous study found that ketamine can induce ROS oxidative stress, endoplasmic reticulum stress related protein expression of IRE1 and autophagy in bladder epithelial cells. Therefore, The purpose of this project is to discuss the role of ROS-dependent ERS-autophagy pathway in KC in vivo and in vitro by Real-time PCR, Western blot, Plasmid transfection, siRNA, laser scanning confocal microscope and transmission electron microscope, to further clarify the molecular mechanism of ketamine on injury of bladder epithelial cells, and to provide a theoretical basis for KC pathogenesis and treatment.

新型毒品K粉 (主要成分氯胺酮)滥用所致的氯胺酮相关性膀胱炎（KC）的病例报道引起了医学界的关注，但其发病机制尚未阐明。适度的内质网应激和自噬，有利于细胞稳态的维持；但过度的内质网应激，会导致细胞自噬性死亡。IRE1-TRAF2-ASK1-JNK途径在联系内质网应激和自噬的过程中发挥重要作用。我们前期成功建立了KC大鼠和细胞模型，证实氯胺酮可造成膀胱上皮细胞损伤，而且氯胺酮可诱导膀胱上皮细胞发生活性氧(ROS)氧化应激、内质网应激相关蛋白跨膜激酶1(IRE1)高表达和自噬现象，因此，本项目拟通过体内外实验研究，采用Real-time PCR、Western blot、质粒转染、siRNA、光共聚焦显微镜和透射电镜等方法，明确 ROS介导的内质网应激-自噬途径在KC发病中调控作用，探讨氯胺酮对膀胱上皮细胞损伤的分子机制，期望为临床上研究KC发病机制、制定治疗方法等提供理论依据。

氯胺酮相关性膀胱炎（KC）的病例报道日趋增多，但其发病机制至今未明，临床中缺乏可行的治疗方案。本项目从体内外实验研究了ROS依赖的内质网应激-自噬途径在氯胺酮相关性膀胱炎中的作用。研究结果如下：体内实验证明，氯胺酮可造成大鼠膀胱粘膜的损伤，并产生炎症反应，实验组大鼠膀胱组织黏膜细胞剥脱，尿路上皮明显水肿充血，实验组凋亡细胞数明显高于对照组，ROS产生增多，内质网应激通路激活，蛋白LC3和Beclin-1表达水平显著升高，p62蛋白表达水平降低，蛋白表达水平与氯胺酮剂量及作用时间有关，氯胺酮处理大鼠后产生膀胱炎症反应，这一过程伴随的自噬作用呈剂量和时间依赖性。体外实验发现，氯胺酮明显降低SV-HUC-1细胞的活力，促进SV-HUC-1细胞凋亡，诱导ROS产生增多，内质网应激激活，并通过IRE1-TRAF2-ASK1-JNK信号通路调节自噬的产生，氯胺酮对SV-HUC-1细胞的作用呈剂量和时间依赖性，ROS抑制剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）与自噬抑制剂3-Methyladenine（3-MA）共处理显著降低ROS水平，抑制细胞自噬。本研究的重要结果为KC的发病机制提出了新的理论基础，为KC的防治提供了新的靶点，具备较大的医学、社会及经济价值。