从Rab家族介导TLR4受体胞内运输来探讨EGFR调控肠源性内毒素血症的分子机制及其抑制剂的临床应用研究

In our pre-experiments, we found that both in vitro LPS treatment and in vivo intestinal ischemia-reperfusion (I/R)injury model can up-regulate the expression of TLR4 and EGFR receptors on the cell surface of macrophage. Inhibiting the phosphorylation of EGFR can significantly decrease the amount of TLR4 and EGFR on the surface of macrophage. Further study revealed LPS can activate Rab5a through EGFR and Rab5a mediated endocytosis at early stage is critical to promote a robust transportation of TLR4 and EGFR from inner cell to cell surface and subsequent enhanced cell response to LPS. However there are still several problems needing to be further addressed. First, what is the connection between the Rab5a mediated endocytosis and the exocytosis of TLR4 and EGFR. Second, besides intestinal ischemia-reperfusion(I/R)injury, whether EGFR inhibitor has the similar effect on the endotoxemia induced by other reasons, such as cardiopulmonary bypass. Third, how is the effect of EGFR inhibitor treatment on endotoxemic patients. To solve these problems, we can not only expand our basic understanding of the pathogenesis of endotoxemia and multiple organ dysfunction, but also promote the application of EGFR inhibitor in critical care and organ protection.

我们预实验发现，无论是体外LPS刺激，还是在体肠缺血再灌注(I/R)损伤模型都能够促进巨噬细胞表面TLR4及EGFR受体的表达增加；抑制EGFR的磷酸化则能够显著抑制TLR4以及EGFR在巨噬细胞膜表达。进一步实验发现，LPS通过激活EGFR而激活Rab5a，激活以后的Rab5a能通过同时介导EGFR与TLR4的内吞而诱发后期大量的EGFR与TLR4受体从高尔基体运输到细胞膜上，增强炎症反应。但是有关1. Rab5a所介导的受体内吞是通过何种机制诱发后期的受体外送；2. 除了肠I/R损伤，EGFR抑制剂对于其它诱因（如体外循环）的内毒素血症是否也同样具有抑制炎症过度反应的作用；3. EGFR抑制剂治疗内毒血症的临床效果如何，目前还不清楚。这些问题的解决不仅能够拓展我们对内毒素血症以及多器官功能不全发病机制的基础认识，还能进一步推进EGFR抑制剂在急危重症器官保护中的应用。

脓毒症是全球关注的问题，具有高死亡率、病因多、机制复杂的特点。肠屏障损害是临床上肠源性脓毒症最常见的诱因之一，其中肠缺血再灌注（Ischemia/Reperfusion，I/R）是临床常见急危重症情况，它不仅导致肠损伤，还可导致肠外多个器官（肺、脑、心等）损伤，是导致内毒素血症及脓毒症的重要原因之一。肠道菌群与疾病的关系非常密切，是近年的研究热点，但与肠I/R肠损伤及脓毒症的关系尚不明确，本项目就肠源性脓毒症的发生机制及防治展开了系列研究，现总结如下：1、TLR4（Toll-like Receptor 4）是炎症反应的源头调控分子， 调节TLR4在细胞膜表达，则能从源头控制炎症反应过度激活。Rab5a是胞膜受体胞内转运的关键分子，其是否参与TLR4受体胞内转运目前仍不清楚。本研究构建了Rab5a基因敲除小鼠，通过建立体外LPS刺激和体内盲肠结扎穿孔(CLP)脓毒症模型，揭示Rab5a介导TLR4胞内转运调节炎症反应在脓毒症发病机制中的作用，并发现Rab5a与脓毒症患者不良预后相关。2、阐明了肠I/R后肠道菌群及代谢产物的变化特征，发现肠道菌群代谢产物辣椒素酯、普伐他汀、米拉普仑、岩芹酸能显著改善肠I/R损伤及脓毒症损伤，代谢产物琥珀酸能加重肠I/R导致的肺损伤，并揭示了它们的作用机制，率先提出了“肠道菌群及其代谢物在缺血性肠损伤及肠外器官损伤中发挥重要作用”的观点。3、从“肠-心轴”角度揭示了脓毒症心肌损伤及心功能不全的肠道菌群特征，并发现部分噬菌体及菌株能预测其发生。4、揭示肠源性外泌体是肠I/R损伤导致肠外器官脑、肝损伤的机制，丰富了 “肠-脑轴”及“肠-肝轴”的理论。