基于TGF-β1/Smad3/Gli2通路的氧化苦参碱抗胰腺纤维化作用机制研究

Pancreatic fibrosis is the core pathologic feature of chronic pancreatitis and leads to pancreatic disfunction. Its detailed mechanism is unclear and its treatment lacks effective drug, which makes it urgent to explore its key mechanism and discover effective drug. TGF-β1 and Gli2 has been proved to be an important role in pancreatic fibrosis and Smad3 has been proved to induce Gli2 expression. Thus we speculate that TGF-β1/Smad3/Gli2 pathway plays a key role in pancreatic fibrosis. Our previous experiment has validated antifibrotic action of oxymatrine (OM) in chronic pancreatitis and its action mechanism needs further research. The present study is to perform in vivo and ex vivo experiment by specific inhibitor of signal pathway and siRNA. It aims to study the involvement of TGF-β1/Smad3/Gli2 pathway in pancreatic fibrosis to explore new therapeutic target and aims to study whether OM’s antifibrotic action comes from its effect on this pathway.

胰腺纤维化是慢性胰腺炎的核心病理过程，可导致胰腺功能障碍，其具体分子机制尚未完全明确，目前临床亦无有效药物治疗，亟待探索其发病关键信号通路和分子靶点。研究证明TGF-β1是导致胰腺纤维化的重要细胞因子，Gli2也是促胰腺纤维化的重要转录因子，同时有研究证实Smad3能够直接诱导Gli2表达，因此我们推测TGF-β1/Smad3/Gli2通路在胰腺纤维化中发挥了关键作用。我们的前期实验研究已证实中药成分氧化苦参碱（OM）能显著减轻胰腺纤维化，但其作用机制有待进一步深入研究。因此本研究拟进行在体实验（胰腺纤维化动物模型）和离体实验（胰腺星状细胞），利用信号通路的特异性抑制剂和siRNA技术，研究TGF-β1/Smad3/Gli2通路在胰腺纤维化中的作用，从而为纤维化治疗提供新的靶点；同时研究OM是否以及如何通过对该信号通路的作用实现抗胰腺纤维化的效果，为其开发和利用提供依据。

胰腺纤维化是慢性胰腺炎的核心病理过程，其具体分子机制尚未完全明确，目前临床亦无有效药物治疗，亟待探索其发病关键信号通路和分子靶点。TGF-β1是导致胰腺纤维化的重要细胞因子，Gli1也是促胰腺纤维化的重要转录因子，同时有研究证实Smad3能够调控Gli1表达，因此我们推测TGF-β1/Smad3/Gli1通路在胰腺纤维化中发挥了作用。我们的前期实验研究已证实中药成分氧化苦参碱（OM）能显著减轻胰腺纤维化，但其作用机制有待进一步深入研究。因此本研究进行在体和离体实验，研究该通路在胰腺纤维化中的作用，并研究OM是否以及如何通过对该信号通路的作用实现抗胰腺纤维化的效果。通过TGF-β1刺激大鼠胰腺星状细胞LTC-14和人胰腺导管癌细胞PANC-1，模拟胰腺纤维化的体外细胞模型，检测OM对该细胞TGF-β1/Smad3/Gli1通路相关因子和纤维化标志物表达的影响，发现OM干预后Smad3、Gli1、α-SMA的mRNA和蛋白表达显著下降，FN和CoL-I水平也显著下降；进一步利用shSmad3和shGli1质粒分别转染PSCs和PANC-1细胞，发现转染shSmad3质粒后Smad3、Gli1和α-SMA的mRNA和蛋白表达显著下降，FN和CoL-I水平也显著下降，转染shGli1质粒后Gli1和α-SMA的mRNA和蛋白表达显著下降，FN和CoL-I水平显著下降；再利用高表达Smad3和高表达Gli1质粒分别转染PSC细胞，检测转染后OM对Smad3、Gli1和纤维化标志物的影响，结果发现均为抑制作用。利用蛙皮素注射建立小鼠胰腺纤维化模型，并腹腔注射OM以干预纤维化过程，检测小鼠体重变化、胰腺组织病理学变化和Smad3、Gli1和α-SMA的表达变化，结果发现模型组与对照组相比，小鼠体重明显减轻，胰腺表现为纤维化特征，Smad3、Gli1、α-SMA的蛋白水平较对照组显著上升；OM干预组的相关指标较模型组则显著下降。以上结果验证了TGF-β1/Smad3/Gli1信号通路促进胰腺纤维化的发生，OM通过抑制该通路发挥抗胰腺纤维化作用。本研究丰富了对胰腺纤维化发生分子机制的认识，证实了Gli1是促进胰腺纤维化的重要分子，有可能成为研发新药的重要靶标；同时从这个信号通路的角度部分阐明了氧化苦参碱治疗胰腺纤维化的分子机制，为其进一步的开发和临床应用提供了实验依据。