Steatotic livers are more susceptible to ischemia/reperfusion (I/R) injury during liver surgery. Ischemic preconditioning (IPC) has been shown to attenuate I/R injury in steatotic livers in recent years. However, the potential mechanisms involved the protective effects of IPC are not fully understood. In our preliminary experiments, we demonstrated that: (1) IPC attenuated hepatic warm I/R injury via induction of autophagy; and (2) autophagy level was reduced in steatotic livers. Prompted by these results, we hypothesized that decreased autophagy could contribute to the increased susceptibility of steatotic livers to warm I/R injury, and autophagy induced by IPC could protect liver against I/R injury through clearance of damaged mitochondria (mitophagy). In the present study, we will use an in-vitro model of I/R in primary cultured steatotic hepatocytes and an in-vivo model of liver warm I/R to demonstrate that: (1) the correlation of autophagy level and increased susceptibility of steatotic livers to warm I/R injury, (2) the effect of autophagy induced by IPC on mitochondrial damage and hepatocellular injury during I/R; and (3) the effect of autophagy on hepatocellular injury during I/R. Finally, we will explore the protective mechanism of IPC in hepatocellular damage in experimental I/R injury in-vitro in isolated steatotic hepatocytes as well as in-vivo. Modulation of autophagy signaling may be an important novel therapeutic strategy in the setting of I/R.
脂肪肝对热缺血再灌注(I/R)损伤比正常肝脏更为敏感,缺血预处理(IPC)可以减轻脂肪肝I/R损伤,但具体的作用机制尚不明确。我们前期研究表明:(1)IPC通过诱导自噬减轻正常肝脏热I/R损伤;(2)自噬水平在脂肪肝中显著降低。因此,我们推测:(1)脂肪肝对热I/R损伤的高敏感性可能与自噬水平低下有关;(2)IPC通过诱导自噬,清除受损的线粒体(线粒体自噬),从而减轻脂肪肝I/R损伤。本课题拟应用体外培养脂肪肝细胞I/R损伤细胞模型,和MCD+HF饲料诱导的大鼠脂肪肝热I/R损伤动物模型,进一步探索:(1)自噬与脂肪肝I/R损伤的相关性;(2)抑制IPC诱导的自噬,研究IPC对脂肪肝大鼠肝脏I/R损伤的影响;(3)给予调控自噬干预,研究自噬对脂肪肝大鼠肝脏I/R损伤的影响。通过上述研究我们将阐明IPC诱导自噬在脂肪肝大鼠肝脏I/R损伤中的保护效益,为脂肪肝I/R损伤防治提供新的思路。
脂肪肝对热缺血再灌注(I/R)损伤比正常肝脏更为敏感,缺血预处理(IPC)可以减轻脂肪肝I/R损伤,但具体的作用机制尚不明确。我们前期研究表明: (1) IPC通过HO-1上调自噬减轻正常肝脏热I/R损伤;(2)自噬水平在脂肪肝中显著降低。因此,我们推测:(1) 脂肪肝对热I/R损伤的高敏感性可能与自噬水平低下有关;(2)IPC通过HO-1上调自噬,清除受损的线粒体(线粒体自噬),从而减轻脂肪肝I/R损伤。在我们的研究中,我们发现:(1) 肝细胞脂肪变可显著下调细胞自噬活性, 可能机制为:肝细胞脂肪变性导致HO-1表达减低,下调其对calpain2活性的抑制作用,从而上调calpain2对自噬蛋白的降解作用,最终导致细胞自噬活性减低;(2) 脂肪肝对热I/R损伤的高敏感性与自噬水平低下有关; (3) IPC显著减轻线粒体损伤及脂肪肝脏I/R损伤,并且可以上调细胞自噬活性;(4) 通过自噬抑制剂3-MA抑制IPC诱导的细胞自噬,可以显著减弱IPC对线粒体损伤及脂肪肝脏I/R损伤的保护作用, 通过自噬诱导剂rapamycin诱导细胞自噬,可以显著减轻线粒体损伤及脂肪肝脏I/R损伤。这些证据提示IPC可以通过诱导细胞自噬从而保护脂肪肝脏I/R损伤。进一步机制探讨发现:(1) IPC可以上调HO-1的表达及下调calpain2 的活性;(2)抑制IPC诱导的HO-1可以显著抑制calpain2 活性,抑制IPC诱导的细胞自噬,并且可以显著减轻IPC对线粒体损伤及脂肪肝脏I/R损伤的保护作用;(3)抑制Calpain2 的活性可显著诱导细胞自噬,减轻线粒体损伤及脂肪肝脏I/R损伤。这些证据提示,IPC可以通过上调HO-1,抑制Calpain2 对自噬蛋白的降解作用,上调细胞自噬活性,减低线粒体损伤,从而保护脂肪肝脏I/R损伤。通过上述研究我们阐明了IPC诱导自噬在脂肪肝大鼠肝脏I/R损伤中的保护效益,为脂肪肝I/R损伤防治提供新的思路。
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数据更新时间:2023-05-31
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