自噬在内质网应激预处理保护脓毒症所致骨骼肌损伤中的作用及其机制研究

Sepsis is a serious threat to human health, thus it is important to find new treatment targets. Endoplasmic reticulum stress (ERS) plays an essential function in cell. Autophagy is cellular self-eating. Moderate autophagy contributes to maintain cell homeostasis. Endoplasmic reticulum stress preconditioning could lead to establish a dynamic balance between autophagy and endoplasmic reticulum stress, which plays a role of endogenous protection. Our previous experiments found that: ERS preconditioning could decrease the expression of GRP78, p-eIF2α, CHOP and Bax induced by sepsis. ERS preconditioning could also significantly reduce sepsis-induced skeletal muscle damage. Meanwhile, ERS preconditioning up-regulated the expression of LC3b-II (autophagy marker) in septic skeletal muscle. Thus, we speculate that the activation of autophagy may be involved in the process during which ERS preconditioning protects the skeletal muscle injury induced by sepsis. In vivo and in vitro, the study is intended to determine the effect and mechanism of autophagy in ERS preconditioning protecting the skeletal muscle injury with lipopolysaccharide (LPS)-induced sepsis model through the morphology and molecular biological methods. This study will clarify the endogenous protective mechanism of ERS preconditioning from a new perspective, and broaden the scope of ERS preconditioning protection. We believe it can provide a new target for the prevention and treatment of sepsis.

脓毒症严重威胁人类生命，亟需寻找治疗新靶点。内质网应激（ERS）是细胞应答有害刺激的关键环节。自噬是细胞“自食（self-eating）”，适度激活自噬有助于维持细胞自稳。内质网应激预处理可促使ERS与自噬间建立动态平衡，发挥细胞保护作用。我们前期实验发现：内质网应激预处理抑制脂多糖诱导ERS伴侣蛋白GRP78、p-eIF2α及ERS凋亡通路相关蛋白CHOP、Bax表达上调；明显减轻脓毒症所致骨骼肌损伤；内质网应激预处理诱导脓毒症骨骼肌自噬标志蛋白LC3b-II表达显著升高。由此推测自噬激活可能参与内质网应激预处理保护脓毒症所致骨骼肌损伤。本课题拟在组织和细胞水平采用脂多糖诱导骨骼肌脓毒症模型，应用形态学及分子生物学方法，研究自噬在内质网应激预处理保护脓毒症所致骨骼肌损伤中的作用及机制；从新视角阐明内质网应激预处理内源性保护机制，拓宽预处理保护范围，提供防治脓毒症的新靶点。

脓毒症（sepsis）是由感染引起的全身性炎症反应。脓毒症是当今世界范围内严重威胁人类健康、导致各类急危重症和创伤患者死亡的最主要原因之一。近年来，尽管抗感染治疗和器官功能支持技术取得了一定的进步，但脓毒症总的病死率仍达30%以上。脓毒症导致机体多器官损伤的核心病理生理学机制是免疫炎症反应的失控，发生炎症级联的放大效应，导致严重的自身损伤。脓毒症时机体产生过量的炎性因子，造成机体调节失衡，进而发展为全身炎症反应综合征，并最终导致感染性休克发生。伴随机体内炎性细胞的过度激活，机体的抗炎症反应途径也被过度活化，同时产生大量的抗炎因子。抗炎递质的过量产生可导致“免疫麻痹”或代偿性抗炎反应综合征，使患者对感染的易感性增强，从而加剧脓毒症的发展。目前脓毒症的治疗主要针对抗感染和免疫调控，但由于脓毒症患者免疫炎症反应的复杂性和明显的个体差异性，以往针对抗炎治疗的临床试验均未能显示对临床预后有显著的改善作用。因此，寻找有效治疗和预防脓毒症发生发展的新靶点具有重要意义。本项目结合应用形态学及分子生物学方法，探讨内质网应激预处理保护脓毒症的作用及其机制，并在研究基础之上，进一步深入研究脓毒症的发病机制及防治方法。结果如下：.1.内质网应激预处理通过抑制LPS诱导的ERS相关蛋白表达上调，从而减轻内毒素血症所致骨骼肌损伤，.2.毒胡萝卜素预适应通过抑制巨噬细胞内炎症因子翻译效率，升高脓毒症小鼠生存率。.3.调节肠上皮细胞迁移可能影响脓毒症的预后，为脓毒症肠道上皮黏膜屏障的改变提供了新的试验证据和结题，进一步揭示了脓毒症对肠道上皮黏膜的影响和机制，发现肠道上皮细胞的增殖、凋亡、迁移、细胞紧密连接在脓毒症过程中的变化和相互之间可能的作用、对脓毒症预后的影响，为治疗脓毒症提供了新思路和新靶点。.4.与CLP脓毒症组相比，服用枯草杆菌二联活菌肠溶胶囊（益生菌组）可明显升高CLP脓毒症小鼠的生存率，回肠的病理损害明显减轻，血清及回肠组织的IL-6和TNF-α表达明显降低。进一步研究发现，益生菌可通过激活AKT途径抑制巨噬细胞活化。. 以上结果有利于从新 视角阐明内质网应激预处理内源性保护机制，拓宽预处理保护范围，提供防治脓毒症的新靶点。