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SIRT6减轻APAP诱导小鼠药物性肝损伤的分子机制探讨

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:42555
  • 论文编号:el2022021112001829177
  • 日期:2022-02-11
  • 来源:上海论文网

药学论文哪里有?本课题研究的重点是 SIRT6 在 APAP诱导的 DILI 模型中的作用及分子机制。综合上述各章结果,分析并得出 SIRT6 在DILI 中发挥保护作用且其发挥肝脏保护作用涉及细胞焦亡这一通路。本课题首次发现并证实了 SIRT6 和 RIPK1 间存在相互作用,且 SIRT6 可负向调控 RIPK1 蛋白表达,抑制肝细胞死亡,减轻肝损伤。事实上,RIPK1 是程序性坏死通路中非常重要的分子。目前,研究较清楚的是由 TNF-α激活的方式[119]。主要是 TNF-α与其受体结合后同源三聚化,形成了由 TNF 受体 1 相关的死亡结构域蛋白,再结合 TNF 受体 2、细胞内凋亡抑制蛋白 1/2(cI AP1/2)和 RIPK1 组成的膜信号复合物。


第一章 绪论


1.2 文献回顾

1.2.1.药物性肝损伤的概述

DILI 是指在服用某些药物后,由药物或自身体质原因对药物的耐受性较低所导致的肝损伤或炎症反应[13, 14]。由于肝脏是大多数药物的代谢中心,所以肝损伤是许多药物潜在的并发症。DILI 在临床疾病中并不罕见,并且是近年来肝脏检查中 ALT、AST 指标升高且肝胆影像学正常患者的重要鉴别诊断[15]。在 DILI 的患者中轻则表现为轻度的转氨酶升高,患者可通过及时停止服用引起肝损伤的药物或者减少使用剂量来减缓症状,重则可引起肝衰竭,导致死亡以至于患者必须接受肝移植治疗[16]。DILI 是临床医生面临的最具挑战性的诊断,因为其具有不同的临床和组织病理学表现,最主要的是没有特定的生物标志物[17, 18]。这些因素使得 DILI 的治疗变得更加复杂,目前,DILI 的诊断仍然依赖于高度怀疑和谨慎的排除其他可能出现肝损害的病因。

传统中药与 DILI

传统中药(TCM)因其独特的临床应用效果而被越来越多的人所接受[19, 20]。多项研究表明,我国多数癌症患者使用中药作为放化疗的辅助手段进行治疗。另一项研究显示,我国癌症患者的自我护理受到中医哲学的严重影响。他们除了服用中医开的中草药外,也常自行使用中成药,或在膳食和汤中加入中草药。在一项对癌症病人的调查中,发现有超过半数的患者都使用过中药[21, 22],其中进行化疗的患者有 60%同时使用多种中药。另一项调查显示,69%的受访者认为中药是温和的,没有任何毒副作用。由于中西药物之间偶有存在有害的相互作用,为了避免使患者肝脏产生不必要的损伤,部分肿瘤医生不鼓励患者在放化疗期间使用中药[23, 24]。近年来,中药的肝毒性、心毒性、肾毒性、免疫毒性等安全性问题已被高度关注[25]。中国、韩国、墨西哥、日本等国家中药肝损伤发生率逐年上升。中药作为独立的 DILI 危险因素,严重阻碍了临床应用和新药开发。

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第三章 SIRT6 缺失以不依赖于程序性坏死的方式加重肝损伤


3.1 引言

大量数据显示,APAP 诱导的 DILI 与氧化应激、线粒体功能障碍、胆汁酸的代谢、内质网应激均相关。此外,最近的研究还发现 APAP 诱导的 DILI 还与细胞的程序性坏死相关[88-90]。坏死是细胞死亡的主要形式之一,被广泛认为是一种不受调控的细胞死亡形式。然而,有研究发现肿瘤坏死因子α(TNF-α)在凋亡缺陷条件下诱导调节坏死细胞死亡,即程序性坏死,这一种观点与传统的观点间存在明显分歧。与典型坏死不同的是,程序性坏死受到一系列信号转导通路的调控。RIPK1、MLKL 是该通路被激活的核心组成部分[91,92]。其中 RIPK1 仅与 Sirtuin 家族中的 SIRT2 有研究报道。且主要研究内容集中在一些关键的坏死效应分子是否存在于人胎盘中,以及它们在严重早产和胎儿宫内生长受限中是否存在差异表达[93]。目前,在许多与肝脏相关的疾病中已证实存在坏死,APAP 处理的 DILI 小鼠肝脏中也发现显著的坏死相关蛋白变化。此外,研究表明特异性的抑制 RIPK1 可显著减轻 APAP 诱导的肝损伤的严重程度。综上所述,RIPK1 依赖性坏死参与了 APAP 诱导的肝损伤。既然 SIRT6 在 DILI中发挥保护作用,那么 SIRT6 与程序性坏死之间是否存在一定的相关性?而关于SIRT6 与 RIPK1 的研究未见报道,接下我们基于 DILI 的模型研究 SIRT6 与 RIPK1、程序性坏死通路间的相关性。

RIPK1 是一个非常好的针对炎症和神经退行性疾病的药物靶点[94]。Necrostatin-1(Nec-1)是一种 RIPK1 激酶小分子的靶向抑制剂。目前 Nec-1 已被广泛应用于 RIPK1在人类疾病和动物疾病模型中的机制研究。与此同时,葛兰素史克公司和美国 Denali公司正在评估 RIPK1 抑制剂(GSK2982772、DNL747)在临床上治疗神经退行性和系统性炎症疾病的效果。


第四章 SIRT6 通过抑制焦亡减轻 APAP 诱导小鼠的肝损伤


4.1 引言

细胞焦亡(Pyroptosis)主要发生在炎症性细胞死亡中,感染或损伤性信号均可活化焦亡通路[45, 103]。焦亡通路中的效应蛋白是 GSDMD,当细胞受到外界刺激时 Caspase-1 被活化,然后通过切割 GSDMD 生成 GSDMD-N’在胞膜中打孔完成细胞焦亡[104-106]。大量研究表明,焦亡在多种疾病中都发挥一定的作用,其中包括酒精性肝病和脂多糖诱导的败血性休克[107]。也有人研究过焦亡在 DILI 中的作用,但作者将关注点放在了 NLRP3 上,最终发现焦亡在药物性肝损伤中没有显著贡献[108]。本部分的研究目的是想探究 SIRT6 缺失的情况下通过 RIPK1 介导的细胞焦亡是否在 APAP 诱导的 DILI 中发挥作用。


4.2 实验材料

4.2.1 实验动物

同第二章 2.2.1 内容。

4.2.2 主要试剂及药物

药学论文参考

有文献报道 RIPK1 介导的凋亡和程序性坏死,均可由炎症因子 TNF-α引起。且在 TNFα刺激的细胞中,RIPK1 激酶也可通过激活依赖 RIPK1 的细胞焦亡来执行促细胞死亡和促炎活性。为了探究在 APAP 诱导的 DILI 模型中,SIRT6 缺失引起的 RIPK1 升高后是否会介导焦亡通路的发生,在不同基因型和不同处理组小鼠肝脏组织蛋白中检测了 GSDMD 及其剪切体的表达,值得注意的是 SIRT6 的缺失不仅促进了 RIPK1 的表达,同时也促进了 GSDMD 的剪切激活。尤其对比经 PBS处理的野生型与 SIRT6 肝脏敲除这两组小鼠蛋白中 GSDMD-N’的表达,几乎是从无到有。提示我们 SIRT6 可能对 GSDMD-N’的表达可能存在非常重要的作用,这就需要我们后面对 SIRT6 与 GSDMD 的相互作用进行更加深入的研究。


结论

根据文献报道 APAP 所致的肝损伤涉及氧化应激[112]、内质网[113]应激及线粒体功能障碍[114]等多种生理因素。而 SIRT6 作为组蛋白去乙酰化转移酶,具有 NAD+依赖的去乙酰化酶活性和单 ADP 核糖基转移酶活性,在多种疾病中发挥着重要作用[115]。Kim 等[116]发现胰腺/β细胞 SIRT6 敲除会增加线粒体损伤。在内质网应激相关的肝损伤研究中,Park 等[117]发现 SIRT6 可以通过去乙酰化 XBP1s(x-box binding protein 1)防止内质网应激诱导的肝脏脂肪变性。此外有研究表明 SIRT6 还可以通过缓解酒精诱导的肝脏内质网应激来保护酒精诱导的肝损伤[118]。综上所述,不难发现 DILI 的发病机制和 SIRT6 在疾病中发挥保护作用所涉及的机制息息相关,但 SIRT6 在 DILI 中的作用机制研究尚未明确。

基于前期课题组构建的 SIRT6-LKO 小鼠,本课题研究的重点是 SIRT6 在 APAP诱导的 DILI 模型中的作用及分子机制。综合上述各章结果,分析并得出 SIRT6 在DILI 中发挥保护作用且其发挥肝脏保护作用涉及细胞焦亡这一通路。本课题首次发现并证实了 SIRT6 和 RIPK1 间存在相互作用,且 SIRT6 可负向调控 RIPK1 蛋白表达,抑制肝细胞死亡,减轻肝损伤。事实上,RIPK1 是程序性坏死通路中非常重要的分子。目前,研究较清楚的是由 TNF-α激活的方式[119]。主要是 TNF-α与其受体结合后同源三聚化,形成了由 TNF 受体 1 相关的死亡结构域蛋白,再结合 TNF 受体 2、细胞内凋亡抑制蛋白 1/2(cI AP1/2)和 RIPK1 组成的膜信号复合物。该复合物能够导致 NF-κB通路的激活,导致 RIPK1 被 E3 连接酶和 cI AP1/2 泛素化降解,激活 NF-κB 通路,促进细胞存活。若上述过程中 cI AP1/2 被抑制,那么上述复合物将被释放并募集 Fas 相关的死亡结构域蛋白,进而形成新的复合物,活化 Caspase-8,激活凋亡信号通路。仅当此时 Caspase-8 被抑制的情况下,坏死体才会形成,此时细胞的死亡信号也从凋亡切换到程序性坏死。而我们在肝脏组织的 WB 中检测到 Caspase-8 及被剪切激活的Caspase-8,结合上述观点可知 Caspase-8 是程序性坏死的抑制因子,可以抑制 RIPK3和 MLKL 介导的程序性坏死。至此,关于 SIRT6 在 DILI 中是否通过 RIPK1 介导的程序性坏死发挥作用这一研究就被彻底否定。

参考文献(略)

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