CaMKIIγ对大鼠肝脏部分切除术后肝脏再生的机制研究

Partial hepatotectomy is applied for malignant liver tumor and living-donor liver transplantation in clinic, the philosophical basis of partial hepatotectomy is regeneration of hepatocytes. Liver regeneration is a complicated process which include multiple factors, in the process, hepatocytes regeneration and apoptosis both involved in, and a variety of cytokines and transcriptional factor constructed cell signal pathways, which play a negligible role in liver regeneration. In past researches, we found that after partial hepatotectomy, expression of Calmodulin mRNA and Calmodulin-dependent kinaseⅡ mRNA were up-regulated, more important was under Lentivirus vector transfection, which up-regulated expression of CaMKⅡ, liver regeneration was promoted, but the mechanism was unclear. This research try to build animal model of 60% hepatotectomy in Rat, then remained liver would be transfected by Lentivirus vector, to up- or down- regulated CaMKⅡmRNA expression in different group,immunoprecipitaion and protein microarray would be applied for screening downstream protein of CaMKⅡand differentially expressed protein. To explore the possible mechanism of how CaMKⅡ regulated liver regeneration.

肝部分切除是临床治疗肝脏恶性肿瘤及活体肝移植的常用方法，肝部份切除的生理基础，是建立在肝脏具有再生功能的基础上。肝脏再生是一个涉及多因素、多环节作用的、复杂的动态过程，在此细胞再生及凋亡共同存在的过程中，多种细胞因子及由各种转录因子构成的信号通路发挥着不可忽视的作用。我们在以往的研究中发现了在大鼠肝部份切除术后CaM mRNA和CaMKⅡ mRNA表达上调的现象，并且应用慢病毒转染使CaMKⅡ过表达能够明显促进肝脏的再生，但其具体机制尚不明确。本课题拟通过建立大鼠60%肝切除模型，通过慢病毒转染剩余肝脏，干扰和上调CaMKⅡ mRNA的表达，通过蛋白质免疫沉淀和蛋白质芯片技术，筛选CaMKⅡ的下游信号蛋白和差异表达蛋白，探索CaMKⅡ调控肝脏再生的可能机制。

肝脏是具有强大再生能力的器官。当其遭到损害刺激时，处在静止期 的肝细胞可快速增生，在短期内增殖恢复到原始的质量。在肝部分切除术后、肝炎等肝损伤疾病的治疗都有赖于肝细胞拥有增殖能力。所以，掌握肝脏增殖功能不全时肝再生的开启，是提高肝脏疾病预后的关键 。基础研究表明，肝脏增殖能力不足，会引起肝功能不全，而过度激活增殖，则可能引发肝肿瘤。肝脏再生过程是由多种酶、细胞因子和信号通路参与的复杂细胞应答过程 ，CaMKIIγ是钙离子信号通路下游重要的介导酶，可启动调节多条信号通路应答，目前 CaMKIIγ对细胞增殖或凋亡的调节功能已在多个领域有研究报道，但结论不一，其对肝再生的影响研究报道很少。CaMKⅡγ蛋白的不同表达水平针对基因、蛋白、细胞水平的调控对肝增殖机制的研究意义非凡。体外实验研究发现CaMKⅡγ蛋白表达的敲低可以促进大鼠肝细胞 BRL-3A 的增殖，而 CaMKⅡγ蛋白的过量表达则抑制大鼠肝细胞 BRL-3A 增殖。而体内实验中，经典的部分肝切除模型，因其术后再生过程接近正常生理状态，可最大程度诱发肝再生潜能，受病理因素影响小，是研究肝增殖理想的动物模型，为进一步探讨 CaMKIIγ对肝再生的影响及其机制研究建立可靠模型基础。在大鼠肝切除术后不同时间点，改变 CaMKIIγ的表达，对大鼠肝脏大体组织，肝细胞微观结构，肝功能，细胞周期等多角度层面变化情况进行观察研究后发现。肝脏是增殖能力极强，肝大部切除术后的 SD 大鼠可在一周内恢复原有肝脏体积和功能。CaMKIIγ是一种重要的肝再生调节激酶，增加体内CaMKIIγ的表达将活化肝细胞合成代谢，促进肝细胞分裂增殖周期，使肝脏体积更快速增长，进而加速肝脏功能的恢复；而干扰 CaMKIIγ的表达将阻滞肝细胞代谢及分裂，减缓肝体积增长和功能恢复。此研究是在前期研究基础上的重要补充。不仅为肝再生的实验研究提供参考，也为肝再生的临床应用提供理论依据。 CaMKIIγ将作为临床应用中调控肝再生的重要靶点。