自噬在肥胖诱导脂肪慢性炎症反应中的作用及机制研究

Autophagy is an important intracellular homeostatic mechanism for the targeting of cytosolic constituents for lysosomal degradation. Moreover, autophagy has a potentially pivotal role to play in the regulation of inflammatory responses. We have found that, autophagy was activated by endoplasmic reticulum stress (ERs). Activated autophagy involves in free fatty acid induced chronic inflammation by modulating inflammatory cytokines MCP-1 and IL-6 in adipocytes, as well as the up-regulation of unfolded protein response (UPR) protein eIF2α/ATF4. But the role and mechanisms of autophagy on inflammatory cytokines in adipose tissue are still not clear. We plan to overexpress or knowndown autophagy with either pharmacologically or autophagy genes deletion in adipocytes and mice, in order to explore the effect of autophagy on inflammatory processes. In addition, the role of eIF2α/ATF4 in autophagy mediated inflammation was further investigated by RNA interference signaling pathway. We plan to test the hypothesis that autophagy modulates inflammatory cytokines in adipose chronic inflammation through eIF2α/ATF4 pathways. The study will further demonstrate the relationship of ERs, autopahgy and inflammation, providing novel targets for the pathogenesis and therapy of adipose chronic inflammation.

自噬是细胞内与溶酶体相关的代谢降解机制，同时具有调节炎症反应的重要作用。我们前期工作发现，内质网应激可激活脂肪细胞自噬，激活的自噬通过调节脂肪细胞炎症因子MCP-1和IL-6的表达参与脂肪细胞慢性炎症反应，同时伴有非折叠蛋白反应信号旁路eIF2α/ATF4表达上调。但自噬对脂肪慢性炎症的调节作用及具体机制不详。本课题拟诱导脂肪细胞及肥胖小鼠脂肪慢性炎症模型，通过基因转染及RNA干扰等方法诱导和抑制自噬活性，证实自噬对脂肪炎症因子及炎症通路的调节；然后通过RNA干扰干预未折叠蛋白反应信号旁路关键分子eIF2α/ATF4的表达，探讨内质网应激信号参与自噬调节脂肪炎症反应的可能机制。我们推断脂肪组织可能存在内质网应激-自噬-炎症的反应途径，可能通过未折叠蛋白反应旁路eIF2α/ATF4进行调节。拟阐明自噬、内质网应激、炎症三者的关系。本课题将为脂肪慢性炎症反应的机制和干预研究提供新的重要靶点。

自噬是细胞内与溶酶体相关的代谢降解机制，同时具有调节炎症反应的重要作用。本课题研究内容主要分为三个部分：探讨脂肪细胞应激诱导自噬的作用及机制；明确自噬对脂肪细胞的炎症因子的调节作用；探索可调控脂肪炎症反应的药物及其作用机制。我们发现在肥胖诱导的脂肪组织和脂肪细胞的炎症反应中自噬被激活，激活途径部分是依赖内质网应激信号通路。主要表现为应激刺激下自噬特异性蛋白LC3-II积累量增多及自噬流的增加；棕榈酸诱导内质网应激的发生先于自噬的激活，并且抑制内质网应激信号通路，导致LC3-II的积累量降低。我们证实自噬的激活是作为适应性的反应在应激环境下增加细胞对内质网应激和细胞凋亡的抵抗，同时我们发现自噬参与抗炎调节。表现为自噬抑制剂3-MA和siRNA干扰方式抑制自噬，不但增加了细胞对应激和凋亡的敏感性，更进一步上调炎症因子MCP-1，IL-6的表达。雷帕霉素是大环内酯类抗生素，目前被用于器官移植的排斥反应，同时雷帕霉素也是mTOR信号通路的抑制剂。我们发现雷帕霉素可以发挥抗炎和抗应激作用。雷帕霉素显著抑制NF-κB炎症信号及其介导的炎症因子表达，同时抑制自噬可部分阻断雷帕霉素的抗炎和抗应激作用，表明雷帕霉素的这些有益作用部分依赖自噬途径的激活来实现。肥胖被认为是一种低度慢性炎症反应状态，异常的免疫炎症信号和内质网应激被认为是重要的整合因素影响代谢的调节和代谢性疾病的发生。本课题一方面明确了自噬在代谢性炎症中的作用，同时阐述了自噬、炎症、内质网应激三者之间的关系，更为寻找调控代谢性炎症的药物和靶点及调节机制提供了理论支持。