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MiR-34a调控SIRT1-p66shc通路在肠缺血再灌注多器官损伤中的作用及防治靶点研究

MiR-34a调控SIRT1-p66shc通路在肠缺血再灌注多器官损伤中的作用及防治靶点研究
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  • 批准号:81372037
  • 批准年度: 2013年
  • 学科分类:多脏器衰竭(H1502) |
  • 项目负责人:田晓峰
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:大连医科大学
  • 资助金额:70万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2014年01月01日 至 2017年12月31日
  • 中文关键词: MiR-34a;SIRT1-p66shc;缺血再灌注;防治;靶点
  • 英文关键词:intestinal ischemia/reperfusion;mutiple organ injury;microRNA;SIRT1;p66shc

项目摘要

中文摘要

肠缺血再灌注(II/R)是多器官功能障碍综合征(MODS)的始动因素,发病机制复杂。我们的研究显示,抑制衔接蛋白p66shc是减轻II/R肝肺损伤的有效手段;沉默信息调节因子1(SIRT1)是调节氧化应激及凋亡的重要因子。进一步研究发现:1)活化SIRT1可明显抑制p66shc水平,减轻II/R多器官损伤;2)MiR-34a在II/R肠、肝等组织中上调且与SIRT1负相关;3)生物信息学预测SIRT1是miR-34a的靶基因。据此,首次提出下调miR-34a调控SIRT1-p66shc信号通路作为II/R多器官损伤防治策略的假说。本研究利用SIRT1基因敲除鼠II/R多器官损伤模型和肠上皮细胞缺氧复氧模型,采用先进的分子生物学方法,探讨SIRT1-p66shc信号通路在II/R多器官损伤中的机制;研究下调miR-34a靶向SIRT1-p66shc通路在II/R多器官损伤中的防治策略。

英文摘要

Intestinal ischemia/reperfusion (II/R) is the initiating factor of multiple organ dysfunction syndrome (MODS) with complex pathogenesis. Our previous studies suggested that the p66shc signaling pathway is involved in the pathogenesis of II/R and subsequent liver and lung damage, while p66shc suppression is an effective means to alleviate such damage. Silent information regulator type 1 (SIRT1) plays a crucial role in regulating oxidative stress and apoptosis, and we further found that: 1) Activation of SIRT1 inhibited p66shc level significantly and reduced the multiple organ injury induced by II/R; 2) MiR-34a up-regulated in the intestine, liver and lung after II/R, and were negatively correlated with SIRT1 expression. 3) Bioinformatics predicted that SIRT1 is a target gene of miR-34a. Accordingly, we firstly point out that regulating SIRT1-p66shc signaling pathway by miR-34a inhibition exert as an important control strategy against multiple organ injury induced by II/R. Here, we plan to use an in vitro model of hypoxia/reoxygenation in intestinal epithelial cells and an in vivo ischemia/reperfusion model in SIRT1 gene knockout mice to investigate the mechanism of SIRT1-p66shc signaling pathway on II/R injury, and a variety of advanced molecular biology methods will be used; Moreover, we also focus on the targeting effect of miR-34a suppression which regulates SIRT1-p66shc pathway and protects against II/R induced multiple organ injury.

结题摘要

肠缺血再灌注(I/R)是临床常见的病理生理过程,是引发全身炎症反应综合征( SIRS)或多器官功能障碍综合征(MODS)的重要始动因素。肠I/R损伤发病机制复杂,近年来研究认为肠上皮细胞内活性氧(ROS)的过度产生及大量上皮细胞凋亡的发生是肠I/R损伤过程中重要的发病机制。我们前期研究发现,沉默信息调节因子1(SIRT1)是细胞内调节氧化应激及凋亡的重要因子,其介导的抗氧化信号通路在肠I/R后明显受损。本研究利用C57BL/6小鼠夹闭肠系膜上动脉法构建体内肠I/R损伤模型,体外采用人源Caco-2细胞或大鼠IEC-6细胞缺氧复氧(H/R)模型模拟体内I/R损伤,采用多种分子生物学实验手段,探讨SIRT1信号通路在肠I/R多器官损伤中的作用,并阐明了靶向SIRT1的微小RNA(miRNA)在调节肠I/R后ROS蓄积和细胞凋亡中的作用及机制。结果发现:SIRT1在缺血小肠的再灌注早期表达逐渐降低,而后表达逐渐恢复,再灌注早期SIRT1的表达抑制可引起I/R后小肠组织ROS含量显著升高和大规模细胞凋亡。随后通过生物信息学预测结合实时定量PCR,我们证实了在可能靶向SIRT1的41种miRNAs中,只有miR-34a-5p和miR-495-3p在肠I/R后显著上调。miR-34a-5p可直接靶向结合作用SIRT1并在肠上皮细胞中负向调控SIRT1表达。抑制miR-34a-5p而非miR-495-3p可在体内外减轻肠I/R损伤,其保护作用可能与下调p66Shc的表达、升高抗氧化酶MnSOD的表达、抑制caspase-3的激活有关。此外,下调miR-34a-5p还可减轻小肠组织病理学损伤,减少肠上皮细胞ROS生成和细胞凋亡,减轻远隔肺肝损伤,减轻全身炎症反应,改善动物生存率。有趣地是,抑制miR-34a-5p对肠I/R的保护作用与其对SIRT1的调控紧密相关。该研究首次证实miRNA在肠I/R损伤过程中对肠上皮细胞氧化应激和凋亡的调控作用,抑制miR-34a-5p通过上调SIRT1表达减轻肠上皮ROS的过度蓄积与细胞凋亡,进而缓解肠I/R多器官损伤。本研究为干预肠I/R损伤提供了新的作用靶点,同时也为开发核酸类药物以预防肠I/R损伤提供了重要证据。另外,我们同时开展多项工作围绕SIRT1或p66Shc核心通路鉴定出多个上下游因子,有助于深刻理解肠I/R发病分子调控网络。

评估说明

    国家自然科学基金项目“MiR-34a调控SIRT1-p66shc通路在肠缺血再灌注多器官损伤中的作用及防治靶点研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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