ATG16L1促进枯否细胞抑炎性免疫应答参与肝脏缺血再灌注损伤的机制研究

Liver ischemia reperfusion（IR）injury is a complex pathophysiological process resulting in significantly impaired recovery post liver transplantation. While pro-inflammatory immune response by macrophage plays an important role in liver IR injury, Kupffer cell, the resident macrophage in the liver, mainly functions to restrain excessive inflammation and immune tolerance. Our group found that Kupffer cell effectively protected liver IR injury by inhibiting intrahepatic inflammation; Liver IR triggered necroptosis and NLRP3 inflammasome activation, leading to inhibited anti-inflammatory function of Kupffer cells; ATG16L1 was also found to regulate autophagy, necroptosis and NLRP3 inflammasome activation. Thus, we hypothesize that ATG16L1 would promote autophagy in kupffer cells, resulting in inhibited necroptosis and NLRP3 inflammasome activation, and ultimately reduced inflammation and liver injury. We plan to study ATG16L1 mediated modulation of Kupffer cell innate immune response in liver IRI model and in vitro Kupffer cell necroptosis model by using myeloid ATG16L1 knock out mice, which will provide new target and related theory basis for liver IR protection.

肝脏缺血再灌注（IR）损伤直接影响肝移植患者预后，发生机制复杂。枯否细胞（肝内定居的巨噬细胞）在维持肝内免疫自稳，抑制过度炎性反应中起了关键作用。本课题组发现，枯否细胞能有效抑制肝内炎症，保护肝脏IR损伤；肝脏IR导致了枯否细胞程序性坏死和NLRP3炎症小体活化，抑制了其抑炎性反应；ATG16L1信号参与调控了枯否细胞的自噬、程序性坏死和NLRP3炎症小体活化。由此推断，ATG16L1信号可能通过促进枯否细胞自噬，一方面减少其程序性坏死，另一方面抑制其NLRP3炎症小体活化，最终增强了枯否细胞的抑炎性免疫自稳作用，抑制了肝内炎症，保护了肝脏IR损伤。本课题计划利用Myeloid ATG16L1基因敲除小鼠，建立IR模型和体外枯否细胞程序性坏死模型，研究ATG16L1信号调控枯否细胞先天免疫应答的作用和具体机制，为干预治疗提供新的靶点和理论依据。

项目背景：肝脏缺血再灌注损伤(IRI)是肝脏外科手术导致的不可避免导致并发症，严重影响患者预后。寻找有效的干预IRI的措施是目前亟待解决的临床问题。目前表明了术前诱导巨噬细胞自噬可以缓解肝IRI炎症和组织损伤并改善患者长期预后。ATG16L1是重要的巨噬细胞自噬调控基因，然而，敲除ATG16L1对小鼠具有致死性，因此，我们特异性靶向了巨噬细胞ATG16L1相关的自噬调控蛋白Eva1a和ATP6V0D2研究干预巨噬细胞自噬对肝IRI的影响。.研究内容与重要结果：1.Eva1a作用于ATG16L1上游并与ATG16L1相互作用：①体内应用甘露糖二聚体作为转染试剂特异性敲低肝脏巨噬细胞内的Eva1a，导致肝脏缺血再灌注损伤加重；②敲低Eva1a后导致巨噬细胞自噬通量受损。③敲低Eva1a后导致NLRP3的加剧激活。④敲低Eva1a主要影响自噬诱导阶段，通过影响自噬小体的形成发挥作用。⑤敲低巨噬细胞Eva1a主要通过影响ATG7-ATG16L1-ATG12发挥调控自噬小体形成的作用。总的来说Eva1a会通过调节ATG7-ATG12-ATG16L1影响自噬生成从而抑制NLRP3活化，从而调控缺血再灌注的炎症损伤。相关论文已于2021.4在《Molecular Immunology》（IF:4.24）见刊，PMID：33556710.2.ATP6V0D2通过不依赖于Notch的自噬缓解肝脏缺血再灌注损伤。相关论文已于2021.3在《Journal of Immunology Research》（IF:4.48）见刊，PMID：33860063.3.酪氨酸激酶syk可以调控纤维化的发生与发展。我们偶然发现syk在临床肝硬化患者的肝脏中高表达，并与P-Erk共定位。于是我们在小鼠CCL4和胆管结扎两种模型中验证了敲低单核来源巨噬细胞中的syk对于肝纤维化具有保护作用。并且这种保护作用是由于抑制了P-Erk和Hif1a的串联导致的。该项研究成果于2021.11发表在《Cell Death and Disease》（IF:8.4) PMID:34853322.关键数据：Eva1a和ATP6V0D2是可以通过诱导自噬改善肝IRI的关键靶点.科学意义：帮助通过临床转化干预肝IRI损伤从而手术病人的预后。