cystatin對心肌缺血再灌注損傷中M2型巨噬細胞的影響

《cystatin對心肌缺血再灌注損傷中M2型巨噬細胞的影響》是依託中山大學，由吳鐘凱擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：cystatin對心肌缺血再灌注損傷中M2型巨噬細胞的影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳鐘凱
• 依託單位：中山大學

中文摘要

炎症反應是造成心肌缺血再灌注損傷（IRI）的重要原因。近年來，基於誘導具有抑炎作用的M2型巨噬細胞分化的策略開始在IRI中研究。但是由於此類細胞的部分亞型有促進組織纖維化的作用，非選擇性誘導M2巨噬細胞不利於器官修復的遠期效果。因此，尋找合適的誘導分子選擇性誘導非促纖維化型M2巨噬細胞（M2b）分化是本技術套用的關鍵。寄生蟲源性cystatin分子已被證實具有誘導M2b型巨噬細胞分化的作用。本研究在前期已對心肌IRI和日本血吸蟲cystatin分子積累一定研究成果的基礎上，利用基因工程的方法大量獲取該分子。採用分子生物學和流式細胞分析技術明確cystatin對巨噬細胞分化的作用和PPARγ在cystatin分子活化M2型巨噬細胞的機制。並在不同動物模型中，驗證其對心肌IRI的影響。本研究可以為尋找新型心肌保護分子提供思路，有助於建立新的心肌保護策略，提高心臟及其他器官IRI的保護效果。

結題摘要

心肌缺血再灌注損傷（MI/RI）是體外循環心臟手術伴隨的病理損傷，以早期過度炎症反應及晚期心肌重構為特點，嚴重影響患者手術效果及術後生活質量和壽命。固有免疫相關途徑的過度活化是造成MI/RI的機制之一，隨著免疫調節性炎症細胞的發現，越來越多的研究人員開始研究通過誘導此類細胞來治療炎症過強性疾病，也有研究發現早期誘導抑炎性M2型巨噬細胞可減輕心肌損傷，但M2a和M2c亞型的活化可導致心肌纖維化，影響遠期心臟功能。因此本課題構想，選擇性誘導非促纖維化亞型（M2b亞型）巨噬細胞可在減輕IRI急性損傷的同時減少遠期心肌纖維化，尋找合適的誘導分子也是本課題研究的關鍵。 本課題第一部分研究結果發現，寄生蟲產生的半胱氨酸蛋白酶抑制劑（cystatin）可誘導巨噬細胞向M2b亞型分化。首先，我們利用NCBI資料庫的資源，經序列拼接獲得日本血吸蟲cystatin基因（命名為Sjcystatin），套用生物信息學軟體推測其相關結構和功能，並套用原核表達體系，成功在體外表達Sjcystatin，獲得此蛋白。然後通過酶底物抑制試驗，確定其活性，並發現其酶活性具有劑量依賴性，在較廣的pH值和溫度範圍內均保有活性。最後分析Sjcystatin對活化的巨噬細胞系RAW264.7的影響發現，其具有誘導M2b型巨噬細胞分化的作用，具體表現在對M1型巨噬細胞特徵性的NO和促炎因子產生減少， IL-10產生增多，所有這些現象在重組蛋白刺激早期時相更為明顯（6h、12h內）。 本課題第二部分，建立小鼠MI/RI模型，並將體外培養誘導的M2b型巨噬細胞局部注射至缺血心肌內，發現可明顯減輕其缺血再灌注損傷，包括肌鈣蛋白I、梗死面積、心肌凋亡指數等。對基因晶片發現的部分相關通路進行驗證，其作用部分與A20可減輕NF-κB相關的凋亡有關。並初步發現Sjcystatin同樣有緩解小鼠MI/RI的作用，但深入研究正在進行中。 本課題已圓滿完成項目申請之初制定的目標，發現了心肌缺血再灌注損傷的新型治療手段。發表SCI論文7篇，中文核心期刊1篇。Sjcystatin蛋白及M2b型巨噬細胞作為治療新型藥物正在申請國家專利。