CEACAM1介导的TIM-3在肝脏窦内皮细胞缺血再灌注损伤过程中负向调节作用及其机制研究

Liver ischemia and reperfusion injury (IRI) causes a variety of changes in tissue homeostasis that lead to necrosis and/or programmed cell death. Liver sinusoidal endothelial cell （LSEC）is particularly sensitive to IR, and can further lead to tissue damage. In previous study we found that reactive oxygen could lead to activation of TIM-3.At the same time, a recent study has identified CEACAM-1 as a heterophilic ligand for TIM-3 which could endows TIM-3 with inhibitory function and facilitates the maturation and cell surface expression of TIM-3. In this study, we will build TIM-3 conditional KO mice and primer mice LSEC to study the role of TIM-3 in hepatic IRI. The interaction between TIM-3 and CEACAM1, as well as their underline mechanic will be investigated. This study will help to understand the molecular mechanism of interaction of TIM-3 and CEACAM1, and further provide potential treatment strategy for liver IRI, preserving LSEC functional via negative regulation of TIM-3.

缺血再灌注损伤（IRI）严重影响肝脏移植预后，肝窦内皮细胞（LSEC）在IRI中的活化和损伤能够进一步诱导氧自由基、细胞粘附反应并最终导致肝细胞损伤，因而降低LSEC的活化必然直接影响IRI的转归。负性调控分子TIM-3对LSEC的作用目前尚无研究,我们前期研究首次发现活性氧能够诱导LSEC表面TIM-3表达,而阻断TIM-3可上调LSEC的ET-1表达。新近研究证实CEACAM1能与TIM-3结合，并介导TIM-3活化。CEACAM1已被证实有内皮细胞保护作用，因此我们推论在IRI损伤后TIM-3也许能通过与CEACAM1结合活化，发挥负向调控作用。本课题通过TIM-3条件性敲除小鼠肝脏IRI模型及LSEC缺氧-复氧模型，研究LSEC表面TIM-3对IRI的抑制性调控及其机制，同时明确CEACAM1如何介导TIM-3的负向调控作用,为保护LSEC、控制肝脏IRI提供新的思路和依据。

缺血再灌注损伤（IRI）是导致肝脏移植术后各种并发症的主要原因之一，严重影响了供肝的使用率和术后患者的生存率。肝窦内皮细胞（LSEC）的损伤及活化是肝脏IRI的重要始动因素，调控LSEC活化必将直接影响IRI的转归。前期研究中我们首次发现活性氧能够诱导LSEC表面经典负性调节分子TIM-3的表达，而新近研究也证实CEACAM1能够与TIM-3相互作用。CEACAM1已被证实具有内皮细胞保护作用，因此CEACAM1与TIM-3的相互结合及其对LSEC活化的作用很可能参与了IRI的调控，具有临床应用研究价值。据此本课题从以下3个方面进行了细致研究。首先，我们研究证实了缺氧刺激诱导了LSEC表面TIM-3分子表达，而活化的TIM-3能够对细胞缺氧损伤过程中LSEC凋亡、粘附分子表达进行负向调控，进而影响到LSEC的活化。与此同时我们也通过构建特异性siRNA质粒和过表达质粒转染等方法验证了CEACAM1在LSEC活化中负向调控作用。其次，我们通过细胞荧光染色、免疫共沉淀等手段研究了CEACAM1在缺氧应激过程中和TIM-3分子的相互作用关系，以及对LSEC活化、肝窦微循环紊乱的调控作用。同时从 BAT3分子对TIM-3的抑制作用入手，研究阐述了CEACAM1通过影响BAT3从而活化TIM-3分子，并对LSEC缺氧应激反应进行调控的作用和潜在的机制。最后，针对TIM-3通路相关的配体如Gal-9和HMGB1，以及TIM家族另外两个重要成员在缺血再灌注损伤中的网络作用及机制进行了研究探讨。通过本课题研究，我们首先证实了TIM-3分子在LSEC缺氧应激中发挥着重要的负向调控作用，同时进一步发现CEACAM1能够通过BAT3分子对TIM-3的活化起到调节作用。并针对这一通路在LSEC活化中的调节机制及下游通路进行了细致研究。本课题成果证实了CEACAM1和TIM-3在缺氧损伤过程中对LSEC的潜在保护作用，扩展了对LSEC在IRI中的作用机制的理解。对临床肝脏缺血再灌注损伤的预防治疗、改善移植肝脏功能的探索提供了新的参考策略。