p55PIK对LPS应答的调节及其分子机制

p55PIK是PI3K的重要调节亚基，其N末端24个氨基酸短肽（N24）赋予该分子特有的生物学功能。前期研究表明，给与外源性N24竞争性抑制p55PIK，对单核和表皮细胞系LPS诱导的NF-κB活化及炎症因子（TNF-α等）的分泌具有明显抑制作用，但对Akt磷酸化水平无影响，提示p55PIK上调LPS-NF-κB通路可能存在Akt依赖和/或非依赖机制。本项目拟观察：（1）p55PIK在单核和淋巴细胞系中对LPS介导炎症的调节作用是否不同？（2）确认p55PIK的i-SH2结构域和N24结构域在LPS-NF-kB通路的调节作用是否相同？是否依赖Akt？（3）确认Akt非依赖性信号途径上调炎性效应的分子机制，并以TAT-N24干扰该通路，观察对LPS诱导小鼠肝损伤动物模型的影响。通过该研究阐明p55PIK在LPS介导炎性反应中的作用及其分子机制，同时为治疗该类炎性疾病提供新的思路和干预靶点。

p55PIK是PI3K的重要调节亚基，其N末端24个氨基酸短肽（N24）赋予该分子特有的生物学功能。我们以LPS作用于单核细胞系THP-1为细胞炎症模型，并构建p55PIK- lentivirus (Lenti-p55PIK), p55PIK shRNA-lentivirus (Lenti-p55PIKi)质粒，观察p55PIK在单核细胞系THP-1中对LPS介导炎症的调节效应。研究结果证实：p55PIK具有促进LPS所诱导的炎症反应的作用。以慢病毒质粒过表达p55PIK可使LPS刺激下的THP-1细胞系所分泌的促炎细胞因子TNF-α, IL-1β and IL-6明显增加，而以p55PIK shRNA 下调p55PIK则使上述促炎细胞因子的分泌减少。同时，western blot结果提示LPS刺激可以显著增加THP-1细胞系中的p55PIK表达，而PI3K通路中其他的催化亚基(如p110α, p110β)，或调节亚基（如p85α, p85β）则无变化。而且，LPS的刺激可以上调THP-1细胞中p55PIK的mRNA水平，并且促进p55PIK的转录活性。进一步研究发现，在LPS介导的炎症效应中，p55PIK仅通过激活NF-κB信号通路中的p65磷酸化，而非LPS下游的JNK、ERK或MAPK等其他通路，促进促炎细胞因子的分泌, 且其对NF-κB的活化不依赖经典的Akt蛋白激酶活化途径。 而且，运用p55PIK特异性的抑制剂TAT-N24，可抑制LPS刺激下的THP-1细胞和健康人外周血单个核细胞（PBMC）的促炎细胞因子的分泌，并可有效抑制LPS诱导的急性肝衰竭。此外，与shRNA-p55PIK的作用类似，TAT-N24也能够明显抑制p65的磷酸化和NF-κB的转录活性，但对NK-κB通路中的IKK-α、IKK-β、IκB-α分子并无影响, 对其他JNK、ERK或MAPK通路也无影响。上述结果提示TAT-N24在体外和体内均有明显的抑制LPS介导的炎症反应作用，从而进一步说明p55PIK在体内外均具有促进LPS介导的炎症效应。 综上所述， 本研究阐明了p55PIK上调LPS-NF-kB信号通路的作用及其分子机制，表明p55PIK作为一个临床治疗炎症的新型药物靶点的潜能，同时p55PIK的特异性抑制剂TAT-N24也可作为一种有效而安全的抗炎治疗制剂和手段。