腺苷激酶在重症急性胰腺炎中的作用及机制研究

研究背景:急性胰腺炎(Acute pancreatitis,AP)指因胰酶异常激活对胰腺自身及周围器官产生消化作用而引起的、以胰腺局部炎性反应为主要特征,甚至可导致器官功能障碍的急腹症。重症急性胰腺炎(Severe acute pancreatitis,SAP)是指在AP的基础上伴有脏器功能障碍,或出现坏死、脓肿或假性囊肿等局部并发症或两者兼有。炎症和腺泡细胞死亡在SAP的发生发展中起重要作用。腺泡细胞经历的程序性死亡方式包括凋亡和程序性坏死。轻症急性胰腺炎会发生细胞凋亡,而SAP则会发生细胞程序性坏死。SAP各种应激源激活胰蛋白酶原,活性胰蛋白酶使胰腺腺泡细胞钙离子大量释放,导致胰腺腺泡细胞坏死。细胞碎片进入细胞外间隙,被白细胞识别,导致炎症因子白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的释放以及程序性坏死的发生。内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)是SAP发病的核心细胞事件之一。ERS的过度激活触发和加重AP胰腺损伤,并与未折叠蛋白反应(Unfolded protein response,UPR)、炎症反应、腺泡细胞凋亡和坏死及胰腺酶原颗粒自噬等多种机制有关。腺苷激酶(Adenosine kinase,ADK)是一种催化腺苷转化为腺苷major hepatic resection酸的胞浆酶,是决定细胞内外腺苷水平的主要酶,ADK将腺苷磷酸化为一磷酸腺苷。抑制ADK可增加细胞内外腺苷水平。腺苷作为稳态和代谢调节剂在生命系统中发挥广泛的生理功能。研究表明ADK对炎症和细胞死亡有潜在的作用。然而,ADK是否调控SAP中的炎症和腺泡细胞Lorlatinib采购死亡尚不清楚。研究目的:1.明确SAP时胰腺组织中ADK的变化;2.阐明ADK在SAP中的作用及潜在机制;3.明确抑制ADK对雨蛙素诱导的胰腺腺泡细胞损伤的作用及分子机制。研究方法:1.建立SAP动物模型:C57BL/6雄性小鼠分别给予雨蛙素(Cerulein)50 μg/kg,腹腔内注射,每小时1次,连续7次,在末次注射cerulein时腹腔内注射脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)10 mg/kg,用 ABT702 1.5 mg/kg 抑制 ADK,在造模前 1h 腹腔内注射;2.建立雨蛙素刺激胰腺腺泡细胞模型:大鼠胰腺外分泌细胞系AR42J和小鼠胰腺腺泡细胞系MPC-83给予100 nM的Cerulein,孵育24hSB203580;在Cerulein孵育前30min用1μM的ABT702抑制ADK,在ABT702孵育前30min用100 nM的ZM241385抑制腺苷A2A受体,在Cerulein孵育前30min用5μM的GSK2606414抑制ERS的PERK通路;3.胰腺体重比测量:分别测量小鼠取材时体重及胰腺重量;4.血清淀粉酶脂肪酶检测:采集小鼠血清,用试剂盒进行血清淀粉酶和脂肪酶检测;5.S-腺苷同型半胱氨酸(S-Adenosylhomocysteine,SAH)检测:采集小鼠血清,用ELISA试剂盒进行血清SAH水平检测;6.胰腺组织染色及病理学评分:取小鼠胰腺组织,石蜡包埋,进行苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin staining,HE)染色,在光学显微镜下用Schmidt评分衡量胰腺组织病理学改变;7.胰腺组织程序性坏死检测:小鼠取材前提前4h腹腔注射10 mg/mL伊文思蓝染料(Evans blue dye,EBD),取小鼠胰腺组织,冰冻切片,免疫荧光染色检测小鼠胰腺组织淀粉酶及EBD含量;8.免疫组化与免疫荧光染色:取小鼠胰腺组织,石蜡切片,免疫组化检测中性粒细胞表达,免疫荧光检测巨噬细胞表达;9.蛋白免疫印迹实验:取小鼠胰腺组织蛋白、AR42J和MPC-83细胞蛋白,检测炎症、程序性坏死、ERS相关指标变化;10.统计分析:使用GraphPad Prism 6.0对所有数据进行分析,数据以平均值±标准误(Mean±SEM)形式表示,采用t检验或单因素方差分析,然后进行Tukey’s后置检验,P<0.05有统计学意义。研究结果:1.抑制ADK可明显减轻小鼠SAP的严重程度;2.抑制ADK减少SAP小鼠胰腺炎症细胞浸润和程序性坏死;3.抑制ADK减轻雨蛙素诱导的胰腺腺泡细胞炎症和程序性坏死;4.抑制ADK减轻SAP小鼠及雨蛙素诱导的胰腺腺泡细胞的内质网应激;5.内质网应激介导雨蛙素诱导的胰腺腺泡细胞炎症和程序性坏死;6.腺苷A2A受体介导ADK调控腺泡细胞炎症、程序性坏死和内质网应激的作用。研究结论:抑制ADK通过腺苷A2A受体/内质网应激途径减少SAP炎症和腺泡细胞程序性坏死,ADK可能是治疗SAP的潜在靶点。